Une gestion sûre des déchets radioactifs

Il existe en Suisse des formations rocheuses qui ont peu changé depuis plusieurs millions d’années. C’est la nature elle-même qui garantit que des substances radioactives pourront aussi à l’avenir y être enfermées de manière sûre pendant plusieurs centaines de milliers d’années.

Elle est parfaitement étanche: l’argile à opalinus

Les déchets hautement radioactifs provenant du retraitement et les éléments combustibles usés imposent à la roche d’accueil les contraintes les plus sévères. En effet, ils contiennent quasiment toute la radioactivité et doivent rester confinés très longtemps. L’argile à opalinus présente dans le nord de la Suisse se prête très bien à cet usage, comme le prouvent les recherches effectuées pendant des années par la Nagra.

L’argile à opalinus est une roche argileuse. Elle s’est formée pendant l’ère jurassique, il y a environ 175 millions d’années, alors qu’une fine boue s’était déposée dans la zone peu profonde d’une mer qui recouvrait de vastes parties de la Suisse septentrionale actuelle et des pays étrangers voisins. Au cours de l’histoire de la Terre, cette boue s’est solidifiée pour former une couche d’argile aujourd’hui présente dans le sous-sol sous forme de roche dure.

Au cours des 175 millions d’années passées, l’argile à opalinus présente dans le nord de la Suisse n’a guère changé, même si, entre-temps, ont eu lieu les plissements alpin et jurassien et si la Suisse a connu plusieurs glaciations. Il est donc raisonnable de partir de l’hypothèse que la stabilité de l’argile à opalinus durera encore pendant des millions d’années, et ce à une profondeur favorable comprise entre 400 et 900 mètres. Cette profondeur n’est en rien nécessaire pour faire écran aux radiations d’un conteneur de stockage. Pour cela, deux mètres de roches assurent déjà une protection suffisante. Le stockage à grande profondeur garantit plutôt que les évolutions qui se produisent à la surface de la Terre , qu’il s’agisse de futurs conflits armés ou de glaciations, ne mettront pas à jour le dépôt.

Imperméable à l’eau et auto-colmatante comme de la litière pour chat

L’extrême stabilité de cette roche permet aux scientifiques le comportement de l’argile à opalinus au cours des prochains millions d’années, c’est-à-dire pour une durée pendant laquelle l’activité et la toxicité des substances hautement radioactives pourront diminuer naturellement. Fait très important ici: l’argile est pratiquement imperméable à l’eau et auto-colmatante. Même si des fissures venaient à s’y former, elles se fermeraient d’elles-mêmes et la roche resterait étanche. C’est la raison pour laquelle les fines porosités de l’argile à opalinus contiennent encore de petites quantités d’eau de mer qui y ont été enfermées il y a des millions d’années lors de la formation de cette couche d’argile sur le fond marin.

La nature apporte – non seulement avec l’argile à opalinus, mais aussi avec les inclusions contenant des réserves de pétrole et de gaz naturel vieilles de plusieurs millions d’années que nous exploitons aujourd’hui – la preuve de la capacité absolue des roches argileuses, sur de longues ères géologiques, à s’auto-colmater.

A l’instar de la nature

La nature a réalisé elle-même des réacteurs nucléaires naturels dans des roches à très forte teneur en uranium, comme le prouvent les traces de produits de désintégration encore visibles aujourd’hui en certains endroits du globe. Il y a deux milliards d’années à peine, il existait ainsi plus d’une douzaine de réacteurs nucléaires naturels à Oklo, au Gabon (Afrique centrale). Il y avait alors tant d’uranium 235 fissile dans la roche que des réactions en chaîne naturelles se sont déroulées pendant plusieurs milliers d’années, comme dans une centrale nucléaire, mais sans aucune intervention humaine.

Cela est d’autant plus vrai qu’à la différence de ce qui s’est passé à Oklo, nous stockons les déchets radioactifs dans une couche rocheuse particulièrement auto-colmatante et que nous édifions également plusieurs barrières techniques. Celles-ci confinent efficacement les déchets jusqu’à ce que la plus grande partie de leur radioactivité se soit dissipée.

Des barrières multiples offrent une protection à long terme

Un dépôt en couches géologiques profondes doit satisfaire aux objectifs de protection définis par les autorités. Ainsi, la surface de la Terre ne doit pas être exposée à des rayonnements émanant d’un dépôt en couches géologiques profondes condamné qui dépasseraient les limites admises. La dose doit être inférieure à 0,1 millisievert par an. A titre de comparaison, la dose absorbée lors d’une mammographie est de 0,2 millisievert.

La Nagra a montré que, grâce aux multiples barrières de sécurité, ces objectifs de protection pouvaient être respectés, voire même largement dépassés. Toutes les valeurs calculées pour les doses se situaient nettement en dessous de l’objectif légal de protection.

En effet, les rayonnements des déchets sont arrêtés par les parois épaisses des conteneurs, le comblement des galeries, la maçonnerie des dépôts et les roches avoisinantes. Ces barrières de sécurité évitent également que des substances radioactives s’échappent d’un dépôt géologique en couches géologiques profondes avec l’eau et parviennent à la surface de la Terre. Un dépôt en couches géologiques profondes est donc construit dans une roche aussi étanche que possible.

Tout est dans le conditionnement

L’argile à opalinus et les énormes couches rocheuses situées au-dessus et au-dessous forment la barrière naturelle à long terme contre les fuites de substances radioactives, si de telles fuites survenaient à un moment ou à un autre sur les conteneurs de stockage. Un conditionnement approprié des déchets et leur mise sous forme solide font que – si cela devait arriver – ce phénomène ne pourrait se produire qu’au bout d’une très longue période:

• Les déchets hautement radioactifs issus du retraitement sont vitrifiés, ce qui rend très difficile leur dissolution par l’eau. Les assemblages combustibles usés sont solides et très difficilement solubles dans leur forme frittée. En principe, les fuites sont impossibles car les déchets ne contiennent aucune substance liquide.
• Des conteneurs en acier massif renferment les éléments combustibles usés pour environ 10’000 ans.
• Aux alentours des conteneurs de stockage, les galeries sont remplies de bentonite. Ce minéral argileux naturel d’origine volcanique constitue une barrière supplémentaire, retenant pratiquement toutes les substances radioactives restantes pour des dizaines de milliers d’années supplémentaires en cas de défaillance physique des conteneurs en acier.