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évacuation des en sites par Ph. Masure B. R. G. M., Orléans nées dans le temps qu'lmpose la gestion des déchets radio- ossibles du dégagement thermique auquel donnent l_ieu 1es ent des conditions lnaccoutumées pour les spécialistes des ar 1'évacuation des déchets radioactifs en formations qéo- e conflnement géologique ne peut se limiter à des projets ns particullèrement favorabl_es. Elle exiqe une connais- aJ. 6nnl nai nrra âv^ôn+ i n--^ l I ama-+ y*- çxceptionnel_l-ement précise et complète. ve de leur évolution naturelle et de f impact des actions de par Iréchelle prévisi-onnelle qu'el1e impose. sur les résultats obtenus dans 1e cadre des prograrnmes de recherche lnternationale l-rauteur propose un élargissement des réflexions portant sur 1e confinement géo1o- visant à exploiter pleinement 1es connaissances scientifiques de la géosphère et les d'études disponibles. déchets radioactifs continentaux Les projections très é1oig vie longue et les effets p e haute activité, constïtu s disciplines concernées p continentales. che de solutions fiables d miniers dans des formatio environnements géologi-que iert une analyse prospecti totalement inaccoutumées à d SC S er ts ES qu s, nt s, t S TNTRODUCT ION Les progranrmes de ,stochaga ^0utzrttta"in de pro- duits solides, liquides ou gazeux ont connu au cours de ces dernières années un dévelop- pement remarquable. eue les raisons en solent technico-économi'gues, stratégiques de sécurité ou de gestion rationnetle de I'espa- cê, ir est prévisible que 1 'expl-oitation des vides naturers (porês, fracturês, karsts) , ou construits (cavités minées) comme volumes de stockage dans le sous-sol, va se poursuivre et même s I acc él_ érer " Les problèmes posés par l'évolution du mirieu récepteur et son environnement au cours de 1'exploitation du stockage ont donné lieu à des études scientifiques et techniques spéci- figues (mécaniquês, thermigues et hydrauli- gues) qui ont permis de maîtriser avec une fiabitité suffisante I ' impact de tels proj ets sur Itenvironnement. La situation est bien différente en matière d' 0v a"cuatio n de- d-eche-t,s de grande noc îvité dans le sous-sor" La production de certains déchets industriels nocifs a atteint un ni- veau ter que leur dispersion dans le sor et les eaux n'est plus biotogiquement satisfai- sante. Leur transformation ou leur isolement définitif de la biosphère s'ïmpose. coûtumiers et respectueux de normes de sûreté ri-goureuses inhérentes à l-eur actif ité, res spécialj-stes de l-' indrrstrie nucl-éaire sont l-es premiers et probablement les seuls j us- qu'ici à avoir posé l-e problème des déchets de grande nocivité et à avoir initié les étu- des scientifiques et technigues nécessaires. RECFERçHES EN qouBg quB*!:Eyaguâr rory*qE_g_pE- CHETS RÀD TOACT TF'S A VIE LONGUE EN FORI{ATTONS GEOLO G IQUE S_ P R9FQNDE S Une partie des déchets solides produits au cours du cycle du combustible nucléaire ren- f erme des rLcLdil nucL-tide-r a v Le- .Lo nguz ( émet- teurs alpha) qui sont actuel-lement isotés de I 'envj-ronnement par stockagê, en surf ace, dans l'attente de la mise en oeuvre de procé- dures d'évacuation. La nocivité de ces dé- chets de faible, moyenne ou haute activité persistera pour les générations futures du- rant des périodes qui s'étendent bien au-delà de I'avenir prévisible (plusieurs d.Lzaines à plusieurs centaines de milliers d'années) , Les d'eeLte-ta de_ lLQ-trLaite_ment (>:) recèlent des actinides, dont la très haute activité peut être considérée conime quasi-permanente. rls contiennent également des produits de fission Déchets liquides calcinés et verres boro-silicatés coulés métalI iques enrobés dans des dans des conteneurs REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIOUE NUMERO 14 BIS 69

évacuation des déchets radioactifs en sites - geotech … · miniers dans des formatio ... TNTRODUCT ION Les progranrmes de ,stochaga ^0utzrttta"in de pro-duits solides, liquides

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évacuation desen sites

par

Ph. MasureB. R. G. M., Orléans

nées dans le temps qu'lmpose la gestion des déchets radio-ossibles du dégagement thermique auquel donnent l_ieu 1esent des conditions lnaccoutumées pour les spécialistes desar 1'évacuation des déchets radioactifs en formations qéo-

e conflnement géologique ne peut se limiter à des projetsns particullèrement favorabl_es. Elle exiqe une connais-

aJ. 6nnl nai nrra âv^ôn+ i n--^ l I ama-+y*- çxceptionnel_l-ement précise et complète.ve de leur évolution naturelle et de f impact des actionsde par Iréchelle prévisi-onnelle qu'el1e impose.

sur les résultats obtenus dans 1e cadre des prograrnmes de recherche lnternationalel-rauteur propose un élargissement des réflexions portant sur 1e confinement géo1o-

visant à exploiter pleinement 1es connaissances scientifiques de la géosphère et lesd'études disponibles.

déchets radioactifscontinentaux

Les projections très é1oigvie longue et les effets pe haute activité, constïtus disciplines concernées pcontinentales.che de solutions fiables dminiers dans des formatioenvironnements géologi-que

iert une analyse prospectitotalement inaccoutumées

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TNTRODUCT ION

Les progranrmes de ,stochaga ^0utzrttta"in

de pro-duits solides, liquides ou gazeux ont connuau cours de ces dernières années un dévelop-pement remarquable. eue les raisons ensolent technico-économi'gues, stratégiques desécurité ou de gestion rationnetle de I'espa-cê, ir est prévisible que 1 'expl-oitation desvides naturers (porês, fracturês, karsts) , ouconstruits (cavités minées) comme volumes destockage dans le sous-sol, va se poursuivreet même s I acc él_ érer "

Les problèmes posés par l'évolution du mirieurécepteur et son environnement au cours de1'exploitation du stockage ont donné lieu àdes études scientifiques et techniques spéci-figues (mécaniquês, thermigues et hydrauli-gues) qui ont permis de maîtriser avec unefiabitité suffisante I ' impact de tels proj etssur Itenvironnement.

La situation est bien différente en matièred' 0v a"cuatio n de- d-eche-t,s de grande noc îvitédans le sous-sor" La production de certainsdéchets industriels nocifs a atteint un ni-veau ter que leur dispersion dans le sor etles eaux n'est plus biotogiquement satisfai-sante. Leur transformation ou leur isolementdéfinitif de la biosphère s'ïmpose.

coûtumiers et respectueux de normes de sûretéri-goureuses inhérentes à l-eur actif ité, res

spécialj-stes de l-' indrrstrie nucl-éaire sontl-es premiers et probablement les seuls j us-qu'ici à avoir posé l-e problème des déchetsde grande nocivité et à avoir initié les étu-des scientifiques et technigues nécessaires.

RECFERçHES EN qouBg quB*!:Eyaguâr rory*qE_g_pE-CHETS RÀD TOACT TF'S A VIE LONGUE EN FORI{ATTONSGEOLO G IQUE S_ P R9FQNDE S

Une partie des déchets solides produits aucours du cycle du combustible nucléaire ren-f erme des rLcLdil nucL-tide-r a v Le- .Lo nguz ( émet-teurs alpha) qui sont actuel-lement isotés deI 'envj-ronnement par stockagê, en surf ace,dans l'attente de la mise en oeuvre de procé-dures d'évacuation. La nocivité de ces dé-chets de faible, moyenne ou haute activitépersistera pour les générations futures du-rant des périodes qui s'étendent bien au-delàde I'avenir prévisible (plusieurs d.Lzaines àplusieurs centaines de milliers d'années) ,

Les d'eeLte-ta de_ lLQ-trLaite_ment (>:) recèlent desactinides, dont la très haute activité peutêtre considérée conime quasi-permanente. rlscontiennent également des produits de fission

Déchets liquides calcinés etverres boro-silicatés coulésmétalI iques

enrobés dans desdans des conteneurs

REVUE FRANçAISE DE GEOTECHNIOUE NUMERO 14 BIS 69

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dont la décroissance se traduit par un déga-gement d'énergie thermique considérable aucours des premiers siècles qui suivent leurproduc tion ( >r ) .

Les programmes de recherches relatifs à I 'é-I iminati-on de ces déchets de trè s haute ac-tivité, eui posent Ies problèmes scientifi-ques les plus complexes, se sont développésau cours des vingt dernières années aux USAêt, plus récemmerrt, dans les pays européens,le Canada et I'URSS. Parmi les conceptsd'éIimination variés qui ont été envisagéspour isoler ces déchets de la biosphère :

évacuation dans I ' espace extra-terrestre,destruction des radionucléides à vie longuepar transmutation nucléaire , évacuation surle fond des océans, évacuation sur le sou-bassement rocheux des cal-ottes glaciairesou dans les zones de subduction des plaquesocéanique s, évacuation profonde en formatiorsgéologiques stables , cette dernière alterna-tive s'est vite imposée comme la plus acces-s ibl e techniquement et l-a plus f iab le sc j-en-tifiquement, tout en paraissant économique-ment raisonnable. Pour les mêmes raisons,le choix s'est porté en priorité sur le con-cept d'évacuatj-on dans les formations conti-nental-es, de pré f êrence à 1 ' évacuation dansles formations sub-océaniques .

Le concept d' 0v clcuatio n Ln (so nmatil n^ g'eo.Lo -gLqua-t p/10 (so ndz,s peut répondre a priori à uncertain nombre d'exigences parmi lesguelles :

inaccessibilité, stabilité à long terme, pié-geage ou retardement du retour partiel desradionucféides j usqu' à 1a biosphère .

Les nappes d ' eau souterraine ou l- ' eau interrtitielle que I 'on rencontre dans toute lesroches de Ia partie superficielle de la croû-te terrestre constitueront le principal fac-teur potentiel de tibération et de trarrsfertdes radionucléides j usqu' à la biosphère "C'est pourquoi les formations géologiquesretenue s j usqu ' ic i comme mil ieux de conf ine-ment potentiels (se1, argi-Ies et schistes,granites et gneiss, basaltes) ont été choi-sies pour leurs structures simples , Leurabondance , Leur faible perméabilité ou poro-sité en mass€, leur conductivité thermiqueet/ou leur capacité de sorption é1evée"

Les actio n^ ,s cLzntLÇLquz Q-t tzchnLquQ-^ in-ternationales réalisées jusqu'ici ont portésur 1a définition de stratégies possiblesd'évacuation des déchets conditionnés en for-mations géologiques et sur la conception desinstallations de dépôt souterrain" Elles sesont attachées, à des degrés divers, à larecherche, la sélection et la caractérisationde sites géologiques potentiellement favora-bles au confinement des déchets radioactifs "

()r ) 3 . l- OL2 Joules sont dégagés au cours du premiersiècle par un conteneur de 150 I de déchets vitri-fiés dont Ia concentration est de L2 Z . Un site d'é-vacuation pourrait avoir une capacité allant jusqu'àquelques dizaines de milliers de conteneu.rs.

La connaissance des caractéristiques de li-bération des radionucféides par lixiviationdes déchets conditionnés, puis des phénomè-nes de rétent j-on ( sorption-désorption) de sprincipaux produits de fission (Sr , CS, Eu,I ) et des actinides (diverses f ormes de Pu,Np, Am, Ra) et I'analyse détaillée des condi-tions hydrogéologiques dans 1es massifs ro-cheux ont fait I'objet des recherches lesplus nombreuses et ont conduit à des prograITFmes expérimentaux et de modéIisation variés(écoulement hydraulique, phénomènes de transfert int égrant convectiofl, dispersion et ré-tention) " L'effort de caractérisation deI 'évolution, à moyen et long terme, des bar-rières naturetles (milieu géologique récep-teur) et artificielles (conteneurs métalli-ques et verres de conditionnement, ilâtériauxde remplissage des cavités de dépôt) suscep-tibles de constituer 1e confinement Ces dé-chets radioactifs s'est heurté à de grandesdifficultés " I1 doit tenir compte, notam-ment, de f interaction des différentes bar-rières avec les déchets et des conditionsévolutives du milieu, Liées aux effets du dé-gagement thermiqlre et des radiations alpha "

L'évaluation de la sûreté à long terme deI'isolation des radj-onucléides par l-e milieugéologique ( étude d' impact) a également faitI 'obj et d'études nombreuses mais dispersées .

Ces " (rnct.Lq,s zd dz ,s ûnQ-tt" comportent deux pha-ses d'analyses complémentaires :

. L ' étude des p0 tzntia.LLt'e.,s dz mLgnatLo n desé1éments enfouis dans la géosphère depuis 1edépôt d ' évacuation j usqu ' à la bio sphère ,

dans le cadre de scénarios de défaillancereprésentatifs,, L ' 'e-v a".LuatLo n dz,s do mmcLg a-L ccLu^ -Q.^ dans labiosphère par 1a dispersion des radionucléi-des et des éléments chimiques stables prove-nant du dépôt (et éventuellement par desphénomènes particuliers liés à f impact dudépôt sur la géosphère) c

L'élaboration de scénarios Ce défaillance duconfinement des déchets s'est faite suivantdeux approches méthodologiques distinctes(probabiliste et déterministe) " Sans di'scu-ter les mérites et limites respectifs desdeux méthodes, oh retiendra que I 'approcheprobabitiste permet, par 1e développementd'analyses par arbres de défaillance du con-finement (Fault Tree Analysis) , de considé-rer de manière beaucoup plus complète etsystématisée les situations pouvant conduireà la tibération des déchets-

Dans l-e cadre des hypothèses de défaillancedu confinement géologique les plus vraisem-blables, Ia tibérat j-on des déchets dans l-abiosphère est réduite et progressive" Deplus, cette Iibération pourrait se produireà une époque très éloignée de 1a date d'éva-cuation des déchets, Des variations géo-graphiques de la contamination radiologiquesont probablesr avec d'éventuels points deconcentration localisés. Dans ces condi-tiors, il est bien difficile de préciser des

REVUE FRANCAISE DE GEOTECHNIOUE NUMERO 14 BIS 70

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seuils dommageables et des risgues pour despériodes de temps altant de plusieurs cen-taines à plusieurs milliers de générationshumaine s .

Au total, on peut considérer que les actionsscientifiques et techniques développées jus-qu' ici ont permis un fructueux rapprochementdes spécialités concernées, eu'e11es appar-tiennent au génie chimique , nucléaire ou mi-nier, aux sciences de l-a terre ou à la radio-biologie " Toutefois, les actions entrepri*ses nécess j-tent d'être poursuivies et uncertain nomb,re de lacunes restent à comblerpour s'assurer que tous les aspects du pro-b1ème sont suffisamment appréhendés. L'ef-fort de recherches correspondant risqued' être long et laborieux avant qu'un bilanscientifique définitif puisse être dressé.

si cette situation est relativement compati-b1e avec la cadence assez lente de produc-tion des céchets vitrifiés de très haute ac-tivité (déchets de retraitement), il en vatout autrement pour le s d'eche-t,s

^ 0 Lidg,s d z

6aLb.Lz zt moAQ-nne- activit'e contamin-e-,s pcLrL

dz,s ptLo duit,s A v io .Lo nguQ- (>r ) dont -l ' accu-mulation croissante des quantités produitesnécessite que soient précisées de manièreurgente des solutions, sures d'isol_ement dé-finitif de la biosphère. Aussi est-it in-dispensable que la recherche systématique,mais fractionnée, en cours soj_t accompagnéed' une lLA (J.L e-xLa n ct p-znatLl nne.L.Lz gLo b a.Lz por-tant sur le confinement géologique"

PRoPo"s r IIqN q_ E.ry_ trêyEgR _p' UNE-_REFLgx,r,oN _gFE -RATIONNELLE SUR LE CONFTNEMENT GEOLOGTQUE

La communauté scientifique concernée par l-esproblèmes d'évacuation de déchets à vie lon-gue en formations géologiques ressent, dansune large mesure, 1es incertitudes bien con-nues des géologues, confrontés à des échel-les de temps et d'espace sans cornmune mesureavec cel-les de I'expérimentation, à des loisde comportement mal appréhendées ou à desmil ieux mar définis. Pourtant, la méta1 1o-génie et 1 ' étude des gisements d'hydrocar-bures montrent que, dans des conditions par-ticulières, certaines substances minéralesou organiques peuvent être piégées sous for-me concentrée pendant des millj-ons d'années.

Une réflexion opérationnetle sur le piégeageet 1e confinement géologique doit viser àexploiter pleinement les connaissances scr-en-tifiques acquises et les méthodes d'étudesdisponibles, afin de disposer, dans un dé-1ai raisonnable, des é1éments nécessairespour juger des potentialités réel1es de con-finement à long terme présentées par cer-tains sites géologiques, dans le cadre destratégies d'évacuation adaptées. Cette ré-flexion doit se développer suivant deux thè-mes majeurs :

(>: ) Boues de traitement des résidus liquides, gai-nes ou coques, déchets solides divers

" Comment 1îmiter I'incertitude inhérente aumilieu géologigue et expl-oiter au mieux Jespotentialités naturelles de piégeage etconfinement de la croûte terrestre ?

, Comment optimiser les concepts d'évacua-tion retenus ?

1 Limitat ion de s inc ert itude s ac tue l_ le s

La connaissance des équil-ibres internes desmassifs s'est développée au cours des der-nières décennies dans 1e cadre des projetsde grands ouvrages' de génie civil, d'exploi-tations hydrauliques souterraines €t, plus ré-cemmerrt, de stockages souterrains. Les mé-tïrodes d'analyses, de mesures et de simula-ti'on mise s en oeuvre avaient pour but de f ai-re des prévisions de l-'évolution des équili-bres internes pour des périodes dépassantrarement guelques générations'.

En butte aux incertitudes bien connues desspécialistes de génie géologigue, les étudesde faisabilité de projets d'évacuation de dé-chets radioactifs à vie lonque se heurtenten outre à des incertitudes jusgu'ici mécon-nues ?

celles gui sont 1iées à I' -ecl,tz.L.Lz de_ tzmp,s" g-eo,Lo gictLle-tt imposée par 1e problème, eui con-duisent à tenir compte de situations, dimen-sions ou facteurs cinétiques jugés négligea-bles dans les raisonnements courants : ampli-tude de l'érosion superf icielle à l'échell-edu massif par exemple, inf luence des cycl_esclîmatiques lents sur les équilibres inter-nes du milieu/ effet à long terme des varia-tj-ons de température et des contraintes surles conditions d'écoulement des fluides enmilieux de très faible perméabilité, évalua-tion des risques d'întrusion accïdentel-tedans 1e dépôt souterrain par les générationsfutures, etc . ,

cell-es qui sont 1iées au d'es(LgQ-mznt tl,tzn-micluz des déchets de retraitement gui intro-duit une dïmension nouvelle en matière d' im-pact des grands ouvrages sur la géosphèrê,que ce soit des points de vue structurâl,minéralogique , géochimique, hydraulique oumécanigue.: Aprè s la découverte du ,' ctto c hq -dnau.LLquQ-" induit par l-es retenues de cer-tains grrands barragês, ou par I 'in j ectionmassive de liguides dans certaines couchesprofondês, ne doit-on pas craindre un " cl+o ethe-nnic1uz" ignoré j usgu ' ic i ?

Face aux incertitudes inhérentes aux opérâ-tions nouvelles d'aménagement, l_es program-mes relatifs aux gyands projets d'ouvragessouterrains (usines hydroélectriques souter-raines, cavernes de stockage d' hydrocarburês,etc e â . ) se déroulent généralement de manièrepragmatique en mêlant , après une reconnais-sance détail1ée de sites sélectionnés, ap-proche théorïque et observations pratiques àgrande échel-1e " La méthode appliquée cons j.s-te en une sélection et une adaptation pro-gressive de divers projets en compétition auxconditïons rée1l-es du site, avec traitementéventuel du milieu naturel pour en corrigerles défauts,

71REVUE FRANçA|SE DE GEOTECHNTOUE NUMERO 14 BtS

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. Appliquée au problème de l'évacuation desdéchets radioactifs en formations géologi-ques continentales I cette méthode impliguetout d'abord un nouvel z(\60rLt de divQ-/L^L6L-eatLo n dz,s eo nezytt,s de d'epô t , f ac il ité parla relative liberté de choix de sites favo-rab,l e s .

Les potentialités de piégeage consédéréesjusqu'à présent dans les concepts de confine-ment ont été essentiellement d'ordre litho-logique (granit€, sel- | argite) " On a certai-nement trop négligé d.'autres formes de pié-geage rencontrées dans la nature et qui peu-vent être d 'origine structurale, stratîgra-phique , géochimique I capillaire, nécaniqueou osmotique.

Les concentrations minérales non syngénéti-ques résultant du jeu des phénomènes géo1o-gi- que s dan s de s

^ tlLucturLQ-^ d e- pit g Q-a-g a- ,s Ln-

gu.LLè.ne,s, il est important de compléter leconcept trop général de (so nmatLo n,S g-eo.Lo gL-quQ-^ potentiel lement f avorables aux conf ine-ments des radionucféides par le concept deca nte,xte-,s g'e-o Lo gic1uz,s part icul ièrement f avo-rables au piégeage des radionucléides, lesdéchet s pouvant être considéré s cotnme unmLne-naL cLtLtLIieLzL.

Cette nouvelle approche devrait inspirer denomb,reuses variantes de conf inement et d'a-daptatj-on des dépôts au milieu géologigue endiversifiant les applications du concept mul-tibarri-ère.

" Le concept de barrières artificiellesautour des conteneurs de déchets condition-nés n'a fait référence , )usgu' ici, gu'à desmatériaux inclus dans les puits forés (bar-rières géochimiques) , fl pourrait être en=richi, dans certains cas, pâr des solutionsde tn(Litzment du mL.Lieu g'zo X-o gicluz entourantl-e dépôt en vue de I imiter (ou é I iminer )

l'accès de I ' eau soute rraine dans le dépôt. Atitre d' exemple, ceci pourrait être obtenupar injection de silice ou de précipités darrsles fissures ou les pores, par drainage desabords du dépôt ou par 1'utilisation de bar-rières capillaires. Certaines structuresgéologiques litées, judicieusement sélectj-on-nées, pourraient également constituer une ex-tension du concept multib arr ière qui n' a pasété suffisamment évaluée et constituer ce que1 ' on pourrait appel er de s b anniè.nz,s g'eo .Lo g L-qu a-^ mu.LtLpLL^ .

. Enfin, si I 'on veut être en mesure de fai-re des projections déterminj-stes significa-tives de l'évolution à long terme des massifsrocheux, iL est nécessaire de compléter et deprécis;er la connaissance des caractéristiqueset du comportement du milieu géologique. Ain-si, les observatiohs r mesure s et expérimenta-tions que permet X-' ex-ecutLo n de- ytuit,s a-t g a"-'Lzniz,s zxp'e-nLmznta.Le-,s p/10 (so ndz,s doivent cons-tituer I'un des objectifs prioritaires detoute rech.erche dans ce domaine.

L'application des méthodes de génie géologi-gue milite en f aveur de la réal isation ul-té-r ieure d' in^ ta.LL-atLl n^ p in-o t e,,s a-xp -e.nLm zntct.L e-,s

REVUE FRANçA|SE DE GEOTECHNIQUE NUMERO 14 BIS

a,t lLQ-vQ-/L^ib.Lz,s (t,)/ sj-mulant 1'ouvrage finalsur le lieu même des sites sélectionnés, envue d'analyser I' impact du dépôt sur la géo-sphère, avec auscultation détaillée du mas-sif et de I'ouvrage, et ce pendant une duréede l- 'ordre de plusieurs décennies.

2 Optimisation des congepts de confinement

L'obj ectif fondamental fixé aux analyses desûreté est la vérification scientifique deIa fiabilité du concept d'évacuation en for-mations géologiques. S'il est encore préma-turé d'attendre des résultats complets d'ana-lyse de risques exploitables dans le cadred,'une approche décisionnelle, les méthodesélaborées fournj-ssent des outils qui peuventêtre utilisés dès à présent en vue d'lyttLmi-

^ Q-rL .Lz,s co nczytt,s dz c0 n(sLnQ-mQ,nt.

Si les développements d'analyse globale desperformances de proj ets de confinement géo-logique se sont effectués dans le cadre C'ap-proches probabilistes (fault tree analysis)ou déterministes (worst case analysis) dansle but de fournir des verdicts passifs, itsemble que L' clpplLo cl,re- prLl

^ p zctLv e, fourni sse

un cadre plus adapté à une réflexion pure-ment opérationnel le .

D t une manière générale, la prospective apour but de déterminer , à l-a l-umière d ' unfaisceau représentatif de situations futu-res potentiell-es , le s mesures à prendre im-m'e,dLatzmznt pour infléchir les tendances né-gatives. Son intérêt est de permettre derapprocher , dans le s scénarios cohérents ,relations causales entre les différents fac-teurs du mil ieu a-t phénomènes aI éato ire s .Ces derniers peuvent être soit des produitsdu hasard (chute de météorites par exemple) r

soit des combinaisons accidentelles entredifférentes séries de causes indépendantesles unes des autres .

Appliquée au cas particulj-er de 1'évacuationdes déchets radioactifs, I'approche prospec-tive peut se subdivj-ser en trois actionsprincipales qui conduisent à l'élaborationde scénarios simples et représentatifs :

La première action est constituée par.L'ctnct.LA^a- l,tL,stonLqua- de l'évolution Ces fac-teurs climatiques, biologiques et géologiquesau cours du Quaternaire. Cette étude rétro-spec tive du Quaterna j-re a pour ob j et de dé-finir les tendances lourdes, les invariantsdans 1e changement et les relations causalesqui pourraient jouer sur 1'évolution futuredu milieu naturel "

Le deuxième domaine d'action concerne laca.rLclct-e-nir atio n de-,s mi.LLQ-ux naturel s et ar-tificiels, de leur comportement et de leurévolution dans le temps " fl constitue lecorps des recherches scientifiques actuelles"II t j-ent compte tout particul ièrement deI'impact à long terme du dégagement thermi-que et de Ia mj-gration des radionucléides:3:_l_ e nv

_i r o nn em e n t

_ dg*d Épô!_:

()r ) n'e.v entLb.Lz,S : permétant Ia récupération desconteneurs de déchets

72

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Enfin, le troisième domaine C'action atrait à I ' élaboration de ,s c-e-ncLlLLo A d' 'Q-v o.Lu-tion possible de l-'environnement géologiquesusceptible de favoriser Ia libération etla migration des radionucféides. La miseau point de tels scénarios peut être facili-tée par les méthodes d'analyses par arbred.e défaitlance ou arbre d'événement.

Trois types de scénarios de base, graduésdans l-a dif f iculté et la complexj-Lé, de-vraient être utilisés en vue de facititerla comparaison des situati-ons considêrées.f 1 serait intéres sant d ' él-aborer à ce pro-pos des scénarios fixistês r des scénariostendanciels et des scénarios catastrophis-tes.

Les scénarios fixistes supposent gueI' oilitÏb;e-nâru;ôl-âôtùer esr immuabteet gue le milieu n'évolue que sous I'impactdu dépôt" Cette hypothèse est vraisembla-ble â un horizon de quelques siècles.

leg_:gÉlellgg_lglqelgfglq tiennent compte,en outr€, des phénomènes d'évolution natu-rel1e tendancielle déterminés par 1'anal-ysehistorique du milieu (climat, géologie, bio-logie). Ces hypothèses sont vraisemblablesà un horizon allant de quelques millénairesà quelques dizaines de mil1énaires-

EII-itr.-Ieg- ggÉler lqg-9e!eg!repbtg!9: com-pliquent le s scénarios précédents , par laprise en compte d'événements catastrophi-ques à déroulement rapide, Lels que secous-ses sismiques majeures, chute de météoritesou intrusion humaine accidentelle. Ils peu-vent se substituer totalement aux autresscénarios pour les analyses de risques rela-tives à 1a ytha,sz 0p-enatilnne-I-.La de construc-tion et d'évacuation des déchets, en tenantcompte de phénomènes brutaux I cornme I ' inon-dation accidentelle du dépôt ou I'effondre-ment d ' une gal erie .

Lrutilisation de I'approche prospective doitpermettre d' atteindre à court terme deuxobj ectifs bien précis :

d ' ab'ord f aire de s c0 mpcLlLcti,s o n^ ^

ulL .La 6La-bif-UA du c0n6Lnzmznt présenté par dj-verssites ou concepts d'évacuation en compéti-tion. L'analyse des résultats, à I'inter-face géosphère-biosphère r des trois scéna-rios simples et reproductibles proposés fa-cilitera cet objectif " Les multiples exer-cices d'analyse de risques effectués jus-qu' ic i par des équipes national- es compéten-tes n'ont pas permis, de par leur diversité,un tel rapprochement et une telle comparai-son. Cette comparaison est pourtant indis-pensable, tant dans le domaine de la sûretéque dans Ie domaine des coûts.

en second I ieu, Iaci.Lite-n .La ,La-cl,te-nchz de-ac0 nczytt,s d' 0v acuatio n .Le,s yt.Lur ,s ûn,s c ' est-à-d j-re les mieux adapté s sur un site dé-termj-né. Dans ce sens, les méthodes de

^i-mu.LatLo n gLo b a.Le, dz ^

A^ tè.me-,s et d' ana.Lu^ Q-L

de- ^ a,n^ibin-Ut fournissent I'outi1 nécessai-

re de comparaison entre diverses options deconfinement.

Ces méthodes devraient permettre de contre-balancer I'effort de recherche systématiqued'hypothèses de défaillance du confinement(fault tree analysis) qui a fait I'intérêtdes approches probabilistes développéesjusqu'ici en permettant :

i) de considérer à I'inverse les effets decertaines solutions de renforcement possi-bl e du con f inement cl-e s déchet s ,

ii) de définir par effet rétroactif les per-formances minimales que les barrièresconstruites devraient respecter I comptetenu des normes fixées pour la sûretéglobale du système.

fl est bien évident que ces considérationsdoivent toujours être accompagnées par uneanalyse coût-bénéfices .

En résumé, L 'approche prospective devraitpermettre de j uger de la pertinence de cer-taines variantes de concepts de dépôts (bar-rière s artificielles complémentaires, trai-tement du rocher, etc . . ) | ainsi que du coûtet de la sûreté comparée de diverses straté-gies de gestion et d'évacuation des déchetsradioactifs . Si ces obj ectifs peuvent pa-raître moins ambitieux gue 1a démonstrationscientifique de Ia sûreté à long terme desproj ets d'évacuation élaborés' iI n'en sontpas moins précieux au stade actuel des con-naissances.

CONCLUS ION

Les problèmes scientifiques et techniquesposés par l'évacuation des déchets très no-cifs dans le sous-sol, en vue de leur élimi-nation définitive de 1a biosphèr€, sont biendifférents de ceux que les spécialistes destockage souterrain de substances récupéra-bles ont à résoudre depuj-s une quirlzained ' années .

Malgrê I'ampleur des recherches que nécessi-te la vérification scientifigue de la fiabi-lité du concept de confinement géologiquesur un site donné, 1'existence de nombreusesconcentrations minérales dans la géosphèreprouve qu' 1l est légltime de chercher à ti-rer 1e meilleur parti d.es potentialités natu-relles de confinement, dans le cadre de pro-jets opérationnels adaptés et économiquementraisonnables. Il est pourtant curieux deconstater que les programmes de recherche encours sur 1'évacuation des déchets radioac-tifs à vie longue ont porté tous leurs effortsinitiaux sur la vérification toute théoriquedu tLe^ yt ect de I ' environnement pour les géné-rat j-ons futures , en négligeant les zn^ zlgnQ--mznt,S apportés par I 'observatj-on des contex-tes géologiques singuliers où peuvent êtreanalysés "en vraie grandeur" les processusde piégeage et de confinement des élémentscirimj-gues.

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Page 6: évacuation des déchets radioactifs en sites - geotech … · miniers dans des formatio ... TNTRODUCT ION Les progranrmes de ,stochaga ^0utzrttta"in de pro-duits solides, liquides

L'analyse de I a sûreté à long terme (pourI'homme et son environnement) présentée parles proj ets d' évacuation actuels a permisd ' éiab,orer de s méthodes d ' approche nouvel les(analyses de risgues ) dont on a négligé, 1àaussi, I' intérêt gu'elles présentent pouroptimiser les concepts d'évacuation envisa-gés.

ft semble donc nécessaire que ces connais-sances soient rapidement exploitées, paral-lèlement à l-a poursuite de la recherchesystématj-que entreprise, afin que soientprécisées des concepts de confinement par-faitement fiables dans des défais brefs.

Devant I'accumulation croissante des déchetssolides de faible et moyenne activité conta-minés par des'produits à vie longue, un ef-fort de recherche et développement intensifest dorénavant crucial pour les pays à fortdéveloppement électro-nucléaire. Si cet ef-fort n'était pas réalisé dans les années àveni-r, on pourrait craindre un véritabled"ivorce entre Ies soucis des scientifigueset des organes de sûreté d'une part et lesresponsables de Ia gestion et de 1'évacua-t j-on des déchets d'autre part.

Quoi qu'il en soit, il y a lieu de garder àI'esprit gue le degré de raffinement ou deprécision recherché dans certains développements théoriques peut être rendu caduquepar l-e s inc ert itude s inhérente s aux sc ien-ces de Ia terre, des matériaux, de I ' envi-ronnement ou de I'homme et gu'ainsi une ap-prochre pragmatique des problèmes doit leurêtre constamment préférée pour être raison*nablement adaptée au stade actuel des con-naissances"

I1 serait grave, €o particulier, eue toutedécision Tronnête et raisonnée soit bloquéepar le malaise gu'apporte la prise de cons-cience toute nouvelle de I'impact à longterme des activités humaines sur I'environ-nement gue nous préparons pour les généra-tions futures.

Devrait-on stopper toute exploitation miniè-re d'éléments chimiques nocifs puisgu'ellecontr j-bue à détruire l eur piégeage naturelet à accéférer la contamlnation de I'envi-ronnement ? Doit-on proscrire toute utiti-sation du charboo, devant la pollution at-mosphérique et les bouleversements climati-ques que pourrait entraîner la croissancedu taux de COZ dans 1'atmosphère ? Tt estimportant que Ia pratique des analyses desûreté à long terme se multiplie dans tousles domaines de 1 'activité humaine , afingue -les comparaisons nécessaires à un cl,to ix.nai,S o nn'e- soient possibles "

Nota : Une crrande part des réflexions pré-serrtées danË ce document proviennent d'untravail effectué sous contrat pour la Com-mission des Communautés Européennes " Toute-fois, les conclusions présentées sont stric-tement personnelles et n'engagent que I'au-teur "

QUELQUES BASESMES DE CESTIONRAD TOACT IFS .

D ' INF'ORMATIONET EVACUATTON

SUR LES PROBLE-DES DECHETS

Rapport d'experts de I 'Agence pour I 'éner-gie nucléaire de I t OCDE : Obj ectifs , con-cepts et stratégies en matière de gestiondes déchets radioactj-fs résultant des pro-grammes nucléaires de puissance. Paris,Septembre I97i

Agence fnternationale de 1 'Energie Atomi-que. Agrence de l- 'OCDE pour I 'énergie nu-cléaire : Colloque international sur 1'évæcuati-on des déchets radioactifs dans 1esol " Otaniemi- , près Hel sinki , 2-6 j uillet197 9 .

S . ORLOWSKI , R, S fMON . Première con fér en-ce européenne sur la gestion et le stocka-ge des déchets radioactifs " Luxembourq,20-23 mai 1 9B 0 " commission des communautésEuropéenne s .

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