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Technischer Bericht NTB 88-25

Sedimentstudie Zwischenbericht 1988: Möglichkeiten zur Endlagerung Langlebiger Radioaktiver Abfälle in den Sedimenten der Schweiz

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Le concept défini en Suisse pour le dépôt final des déchets radioactifs prévoit le confinement des déchets hautement radioactifs vitrifiés (OHA) et des déchets moyennement radioactifs de longue demi-vie (OMAL) dans un site géologique profond, de type C. Le "projet garantie 1985" a montré qu’en principe on pouvait assurer la sécurité et la faisabilité d'un tel dépôt dans le socle cristallin du Nord-Ouest de la Suisse. Les programmes d'études en cours ont pour but de localiser les sites envisageables.

Parallèlement au programme d'étude du socle cristallin, la Cédra étudie aussi le potentiel d'accueil des roches sédimentaires pour un site de type C. Le développement de cette option a été recommandé par les autorités suisses de contrôle en la matière, lors de leur examen du "projet garantie 1985". De plus, ces mêmes autorités ont recommandé que des sites à accès vertical dans les formations sédimentaires soient envisagés pour un éventail plus large de déchets moyennement radioactifs, précédemment destinés à des sites à accès horizontal, de type B. Le présent rapport fait le point sur les études et évaluations effectuées jusqu’ici.

A l’inverse du socle cristallin, les sédiments suisses sont décrits par une abondante littérature, dont l’évaluation et la synthèse constituent la partie principale de ce rapport.

L 'exigence de trouver une région à structure simple et tectoniquement calme focalise l'étude sur le Plateau, sur le Jura tabulaire argovien et schaffousois, et sur l'Ajoie. En examinant ces régions selon les critères d'épaisseur suffisante, de perméabilité faible et de pouvoir de rétention élevé, on a pu sélectionner pour une étude plus détaillée 7 formations susceptibles de servir de roches d'acceuil. Il s'agit de la molasse d'eau douce supérieure (MEDS, ou OSM en allemand), de la molasse d'eau douce inférieure (MEDI, ou USM), des couches d'Effingen, de l'argile à Opalines (Opalinuston), du Gipskeuper, du Muschelkalk moyen (groupe de l’Anhydrite), et du Permien. Après avoir délimité les régions où ces formations se trouvent à une profondeur favorable pour la construction d’un dépôt (entre 300 et 1200 m), on examine les aspects stratigraphique, tectonique, hydrogéologique, géochimique, et de compatibilité avec l'exploitation de ressources naturelles. Une analyse comparative permet de choisir la MEDI et l’argile à Opalines comme les options les plus prometteuses.

Ces deux formations ont été testées sur le plan des contraintes de génie civil concernant la construction d’un dépôt. On a effectué aussi une modélisation hydrogéologique extensive et des analyses préliminaires de sécurité. En principe, on peut envisager un dispositif similaire à celui qui est présenté dans le "projet garantie 1985". Toutefois, les galeries de dépôt devraient avoir un diamètre un peu plus petit, et leur percement devrait être mécanique. La profondeur maximale, pour une mise en œuvre économiquement réaliste, serait d’environ 1000 m dans les deux formations. Les modèles hydrogéologiques indiquent que de grandes différences de potentiel peuvent exister dans les formations envisagées, occasionnant des gradients élevés, en particulier en ce qui concerne l'argile à Opalines, moins épaisse que la MEDI. Toutefois, la portée de la modélisation reste limitée en raison du peu de données de base fiables, et aussi parce que les gradients simulés dépendent fortement des valeurs paramétriques introduites et des conditions aux limites imposées.

L'analyse de 'sécurité montre qu'on devrait pouvoir trouver dans chacune des deux formations un site de dépôt sur. Toutefois, cette analyse s'est avérée très sensible aux hypothèses concernant le détail des voies d'écoulement à travers la formation d'accueil. En soi, une couche d'argile de bonne qualité de quelques dizaines de mètres assure déjà un confinement suffisant des radionuclides, mais il faut tenir compte des effets de court-circuits hydrauliques le long de discontinuités tectoniques ou, dans la MEDI, le long de chenaux gréseux. Ces derniers sont particulièrement malaisés à introduire de manière réaliste dans un modèle, à cause de leur structure complexe et de leur capacité de rétention mal connue. Au voisinage immédiat d'un dépôt, le pouvoir protecteur des deux types de sédiments est de qualité comparable à celui attendu dans le cristallin. Par contre, l'altération géochimique de la roche d'accueil due à un dépôt de déchets radioactifs pourrait être plus importante dans les sédiments que dans le cristallin.

Pour terminer, on a examiné plus en détail 6 régions potentiellement favorables dans l'argile à Opalines, et 2 dans la MEDI. Une attention particulière a été portée sur la situation tectonique et la profondeur de gisement souhaitée. De ces régions, on a sélectionné pour des études ultérieures deux sites potentiels dans l'argile à Opalines (le “Zürcher Weinland” et la “Région nördlich der Lägeren”), et un site potentiel dans la MEDI (“Région östlich der Limmat”). On prévoit, dans une prochaine phase de travail, de réduire les trois cas traités ici à un seul cas prioritaire pour l'étude d'un dépôt dans les sédiments. L'option choisie ferait alors l'objet d'études in situ (mesures géophysiques, forages). Pour effectuer ce choix, il faut au préalable évaluer les stratégies d'exploration des deux formations sédimentaires envisagées, ainsi que l'effort nécessaire à une caractérisation suffisante de leur capacité d'acceuil et de leur sécurité sur le plan technique.

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