Que deviendront les déchets radioactifs suisses?

Si la Suisse devait sortir du nucléaire au terme annoncé par la Confédération, la question de l’enfouissement et de la liquidation des déchets radioactifs reste posée. Le Laboratoire de mécanique des sols de l’EPFL travaille depuis une dizaine d’années sur la question.

Outre son expertise géo mécanique, le LMS a créé des matériaux et met au point des outils de vérification des systèmes de barrières multiples, capables de contenir la radioactivité pendant cinq cents à mille ans.

Pour produire de l'électricité, la Suisse exploite l'énergie nucléaire depuis près de 40 ans. Les 5 centrales du pays fournissent environ 38% de la consommation. C’est la deuxième source d'électricité du pays après l’hydraulique. Le gouvernement suisse a récemment décidé l’abandon progressif de l’atome. L’âge de la retraite des centrales va bientôt sonner. Il est prévu que leur fonctionnement s’arrête, pour la dernière, en 2034. La loi sur l'énergie nucléaire stipule que les déchets doivent, en principe, être gérés en Suisse, plus précisément dans un dépôt en couches géologiques profondes qui est la meilleure solution envisagée par la Suisse. Comment nous préparons-nous à stocker de manière sûre et définitive nos déchets ? Depuis plusieurs années, le Laboratoire de mécanique des sols (LMS) contribue aux recherches sur l’identification du meilleur endroit de stockage. Parallèlement, le LMS mène des recherches sur différents outils destinés à l'évaluation de systèmes multi-barrières. Etat des lieux scientifique et critique avec le professeur Lyesse Laloui, directeur du LMS.

Actuellement que fait la Suisse avec ses déchets nucléaires ?

Depuis le moratoire de 10 ans voté par le Parlement en 2006, les déchets suisses ne sont plus envoyés en France et en Allemagne mais sont en train de refroidir dans d’immenses piscines à Würenlingen dans le canton d’Argovie. Ils sont évalués à 8000 m3. C’est un stockage temporaire puisqu’il est prévu qu’à terme un enfouissement définitif se fera en couche géologique profonde.

Existe-t-il plusieurs sortes de déchets ?

Oui on parle couramment de deux catégories :

• Les déchets faiblement et moyennement radioactifs dont la durée de vie est courte, quelques dizaines d’années à 300 ans maximum. Ils viennent de l'exploitation des centrales nucléaires, mais aussi de la médecine, de l'industrie et de la recherche. Nous savons très bien gérer leur confinement.
• Les déchets hautement radioactifs, qui mettront plusieurs millions voire milliards d’années à s’éteindre. On les appelle les déchets ultimes, ceux qui sont tout au bout de la chaîne de retraitement et qu’on ne peut plus valoriser. Ce sont ces déchets que nous devrons stocker définitivement.

Quels est le scénario de stockage en Suisse ?

L’entreposage en couches géologiques profondes: plusieurs sites sont à l’étude en Suisse. Lorsqu’un endroit sera choisi, il s’agira de construire un réseau de tunnels à 1 km de profondeur. C’est là que seront entreposés les déchets.

La vitrification des déchets: c'est-à-dire mélangés à une matrice de verre. On estime que le verre peut résister quelque 300 000 ans à la chaleur, l'irradiation et l'altération par l'eau. Chaque cylindre de verre est placé dans un conteneur en acier. Il constitue un "colis de déchets vitrifié" de 8 mètres de longs et d’environ 2 tonnes.

La fixation des déchets vitrifiés dans de la bentonite à base de sodium : cette argile a la propriété d’augmenter de volume lorsqu'elle est humide. Elle peut absorber plusieurs fois sa masse en eau et, injectée dans les tunnels de stockage, elle s’étend jusqu’à combler les vides entre les fûts et la roche. Chaque pays mène ses recherches dans différentes directions, la stratégie suisse est de ne plus pouvoir accéder aux déchets une fois ceux-ci emprisonnés dans la bentonite.

Quelle est la nature de vos recherches, où les menez-vous, quels sont les risques?

Nos recherches portent sur les phénomènes physiques qui interagissent au cours de la vie des déchets enfouis. Nous devons assurer une sécurité maximale sur les différentes barrières naturelles et construites.

Nous nous intéressons au choix du site, à sa stabilité.

Nous menons des travaux sur les processus couplés thermo-hydro-mécanique-chimiques. La chaleur est un point important : les déchets vont générer des températures de l’ordre de 150 degrés sur des centaines d’années.

Qu’est-ce qui nous garantit que les radionucléides ne vont pas briser la vitrification ?

Lorsque l’on parle du sous-sol, l’eau est omniprésente: on la considère comme l’ennemi No1. Elle peut endommager l’emballage par corrosion, ce qui aurait deux conséquences: la formation de gaz, au LMS nous cherchons à comprendre comment ces gaz circulent dans les tunnels, et la libération des particules radioactives qui seraient entraînées au fil des circulations souterraines.

Il est donc essentiel pour minimiser les risques de développer des outils performants d’évaluation des différentes barrières, prévues pour le confinement des déchets et de tester et améliorer les matériaux qui seront utilisés pour cela. Nous développons des recherches scientifiques sur les matériaux mais aussi des scénarios pour l’optimisation des solutions techniques.

Nous avons analysé l'impact d'éléments environnementaux sur le comportement des géo-structures. Pour cela nous avons travaillé avec le laboratoire souterrain du Mont-Terri dans le Jura. Le laboratoire est constitué d’un réseau de tunnels situé à 300 mètres de profondeur, creusé dans une roche similaire à celles que l’on trouve un peu partout en Suisse, les données récoltées sont donc extrapolables.

Nous menons également nos recherches sur l’amélioration des propriétés de la bentonite qui est la dernière barrière de confinement et protection avant la roche. Nous sommes en plein essais dans le laboratoire souterrain du Grimsel. Nous avons projeté de la bentonite sur les parois rocheuses. Après séchage nous avons prélevé des échantillons qui sont en cours d’analyse à l’EPFL. Nous devons déterminer quel est son degré d’étanchéité, ses propriétés mécaniques, son pouvoir gonflant, sa densité et à partir de là, développer le meilleur matériau possible. Nous testons différentes compositions de bentonite soumises à un chauffage de 120 °C dans un laboratoire souterrain en Suède. Le LMS est impliqué dans des recherches internationales. Je suis actuellement le coordinateur pour un proposal européen dans le cadre du 7ème programme cadre, et j’organise une conférence internationale sur ce sujet à l’EPFL du 1er au 3 février 2012. (Source: Mediacom/EPFL)