Attention: déchets radioactifs. L’écriteau qui doit durer… un million d’années

Photo Marie-Claude Dupuis / Directrice Générale de l'Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) / June 23rd, 2011

Tous les pays nucléaires affrontent la question épineuse du stockage des déchets. En France, les déchets les plus radioactifs seront stockés pendant un million d'années dans l'argile, dans une couche vieille de 150 millions d'années, longue de 130 mètres, à 500 mètres de profondeur, près de Bure, en Meuse. En 2016, une loi fixera les conditions de réversibilité du stockage. Entretien avec la française Marie-Claude Dupuis, directrice générale de l'Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (*)) et présidente du comité de la gestion des déchets radioactifs de l'OCDE.

ParisTech Review – Que la France continue dans le nucléaire ou y renonce un jour, la gestion des déchets va constituer un enjeu capital pour une période de temps considérable. Tous les pays nucléaires se la posent. De quels déchets s’agit-il?

Marie-Claude Dupuis – La France a fait le choix du retraitement des déchets, ce qui n’est pas le cas, loin s’en faut, de tous les pays. La production annuelle de déchets dus au cycle du combustible et à la production électrique est de 9000m3 de déchets FMA-VC (faible et moyenne activité à vie courte), 750m3 de MAVL (Moyenne activité Vie longue) et 150m3 de HA (Haute activité).

Les déchets sont très variés mais quand les médias parlent de déchets radioactifs, ils font implicitement allusion à ceux issus du retraitement du combustible usé des centrales nucléaires, qui ne représentent pourtant que 2% du total des déchets, même s’ils sont les plus radioactifs de tous. Ils sont entreposés provisoirement en surface, à La Hague ou à Marcoule.

Les règlements européens édictés par Euratom prévoient que certains déchets métalliques issus du démantèlement des centrales, s’ils sont très faiblement actifs, puissent être remis en circulation, mais la France a interdit cette pratique sur son territoire et créé des filières dédiées pour tous les déchets quittant une centrale. L’Andra exploite dans l’Aube deux centres de stockage en surface, l’un pour les déchets de faible et moyenne activité (CSFMA), l’autre pour ceux de très faible activité (CSTFA).

A terme, il est prévu de stocker les déchets à haute activité dans le sous sol. Pourquoi n’est ce pas déjà fait?

Le stockage souterrain est une décision politique capitale qui engage le pays tout entier. Elle ne peut être prise qu’après des études extrêmement pointues et des consultations approfondies avec de nombreuses parties prenantes.

Tous les déchets seront-ils enfouis?

Cela dépendra de leur niveau d’activité et de leur durée de vie radioactive. La radioactivité peut durer de quelques jours, pour les déchets des hôpitaux, à quelques millions d’années pour l’uranium ou l’iode. Pour les déchets à vie courte (leur demi vie est inférieure à trente ans), le stockage en surface suffit. Pour ceux là, on considère qu’au bout de 300 ans, la radioactivité aura suffisamment décru pour pouvoir affirmer qu’il n’y a plus aucun risque sanitaire. Pour les déchets issus du retraitement et à durée de vie très longue, nous devons démontrer que leur sécurité peut être assurée pour un million d’années. L’OCDE, par l’intermédiaire de son Agence pour l’Energie Nucléaire (AEN), et l’AIEA recommandent pour ces déchets un stockage géologique en profondeur, la norme étant de 500 m.

Pourquoi un million d’années?

Le million d’années n’apparait pas en tant que tel dans le guide de sûreté de l’ASN, qui ne fixe pas de limite à l’analyse de sureté, mais c’est l’ordre de grandeur que nous nous visons pour couvrir la durée de vie des radioéléments stockés. Un million d’années, c’est aussi le temps nécessaire pour que la radio toxicité d’un stockage accueillant du combustible usé retombe au niveau de celle d’un gisement d’uranium naturel.

Où en est la recherche en matière de stockage profond?

Quand on stocke des déchets radioactifs, l’eau est notre principal ennemi car elle peut servir de voie de transfert des radioéléments – les colis d’emballage qui les entourent initialement finiront inéluctablement par se dégrader – vers la surface, l’environnement puis l’homme. Nous étudions donc beaucoup l’argile, qui est une roche très imperméable.

Franchement, comment protéger un site de stockage sur une période d’un million d’années? L’idée a-t-elle seulement un sens?

Pour assurer, sur le long terme, la sécurité des colis, nous agissons sur les trois barrières à notre disposition : d’abord le colis qui entoure les déchets, pour les produits de fission des matrices de verre, une enveloppe en inox et un surconteneur en acier ; ensuite les barrières ouvragées qui enfermeront les colis ; enfin la formation hôte, c’est-à-dire la couche géologique qui participe au confinement. En fonction des sols dont disposent les pays confrontés à la gestion des déchets, l’importance relative de ces barrières sera différente. Au Nouveau Mexique (Etats Unis), par exemple, les déchets nucléaires militaires sont stockés dans le sel, qui est très imperméable, ce qui limite les exigences sur les containers.

Deux autres systèmes dominent dans le monde, le Suédois et le Français. La Suède n’a que du granite, une roche naturellement fracturée et sujette aux infiltrations d’eau. Les Suédois ont donc fait porter l’effort sur le colis qui entoure les déchets. Ce sont des colis en cuivre, avec des soudures capables de résister sur une très longue période. Autour du colis, ils disposent de la bentonite, qui est une argile gonflante, afin de recréer de l’imperméabilité autour du colis. En France, nous avons aussi du granite, mais nous avons choisi l’argile. Après recherche, nous avons sélectionné une couche du Callovo-Oxfordien, vieille de 150 millions d’années. Une couche de 130 mètres à 500 mètres d’épaisseur. En 2009, nous avons identifié une zone de 30 km2. Elle a été approuvée par le Gouvernement en mars 2010. Elle est située près de Bure, en Meuse à la limite de la Haute Marne. Nous y possédons déjà un laboratoire de recherche souterrain. Outre son excellente imperméabilité, l’argile locale possède des propriétés physico chimiques qui lui permettent de bloquer les radioéléments les plus toxiques. L’espace prévu de stockage correspond à une durée de fonctionnement du parc actuel de 50 ans.

Vous affirmez donc que, grâce à cette argile, même si le colis se fend, la radioactivité ne remontera pas vers la surface.

Le colis ne se fendra pas mais, au cours du million d’années envisagé, il se dissoudra progressivement. Nous avons développé des moyens de calcul permettant de modéliser les comportements respectifs de l’argile et du colis pendant un million d’années. D’abord, la matrice de verre et son conteneur en inox vont assurer le confinement pendant plusieurs dizaines de milliers d’années. Ensuite, le colis se détériorera. C’est alors l’argile qui prendra le relais et assurera le confinement. Dans notre laboratoire de Bure, nous testons ces hypothèses. Nous envoyons des traceurs radioactifs de tritium et d’iode, pour vérifier à quelle vitesse ces traceurs se propagent dans l’argile, à la fois par convection (l’eau qui entraîne les radioéléments) et par diffusion (les radioéléments qui pénètrent dans la roche). Nous avons prouvé que l’argile les retient assez longtemps pour que la radioactivité décroisse très sensiblement. En conséquence, pendant ce million d’années, l’impact en surface sera largement inférieur à la radioactivité naturelle. Nous pouvons le prouver.

Comment concilier l’enfouissement profond et le libre arbitre démocratique sur toute cette immense période de temps?

Le Parlement s’est penché sur la question des déchets radioactifs en 1991 puis en 2006. En 1991, l’Andra est devenu un établissement public indépendant des producteurs. En 1991, avec rendez vous donné au bout de quinze ans, trois axes de recherche ont été fixés : pour l’Andra, le stockage géologique et pour le CEA, l’entreposage en surface et la séparation / transmutation des déchets, une technique qui consiste à réduire, au sein des déchets, la quantité de radioéléments à vie longue (actinides mineurs). En 2006, l’Andra a conclu que le stockage géologique à Bure est possible. Pour l’entreposage en surface, le CEA a conclu qu’il est impossible de garantir sa durabilité au delà d’une centaine d’années. Il faudrait, dans tous les cas, reconditionner les colis et reconstruire la structure d’entreposage, car les colis vont se détériorer et le béton se désagrègera. Quant à la séparation / transmutation, elle ne fera que réduire le volume de stockage, elle ne remplacera pas le stockage.

Un débat public s’est tenu en France entre 2005 et 2006. C’était le premier débat public sur une grande politique nationale. Le gouvernement a tranché : ce sera le stockage géologique pour les déchets de tous les réacteurs, existants et autorisés, avec un objectif de mise en service en 2025. Et comme condition que les colis de déchets soient refroidis en dessous de 90 °C – ce qui peut prendre plusieurs dizaines d’années – avant d’être descendus au fonds. En effet, nos essais avec l’argile ne sont concluants qu’en dessous de cette température. Pour les déchets de haute activité, le stockage se fera dans des microtunnels de moins d’un mètre de diamètre. Les colis de moyenne activité pourront être empilés dans des grandes alvéoles de 8 m de diamètre car ils sont froids. A la demande du législateur, il s’agira en outre d’un stockage réversible, afin que les générations futures puissent reconsidérer les options à leur disposition.

Que veut dire exactement « réversible »?

La réversibilité est une notion à la fois technique et politique. La communauté des Sciences Humaines et Sociales (SHS) s’intéresse de plus en plus à cette recherche car, à travers la quête de réversibilité, ce qui est en jeu, c’est l’acceptation d’un projet industriel innovant et comportant des risques. Sans acceptation par la société, il n’y aucune solution possible. Il existe une dimension économique. Les deux départements qui accueillent le laboratoire sont accompagnés économiquement à hauteur de 30 millions d’euros par an, financés par les producteurs, EDF, Areva et la CEA. C’est un « deal » entre la filière nucléaire et un territoire qui accepte de stocker les déchets de tous les Français. L’objectif est de soutenir le développement économique de ces territoires et de créer des emplois.

Pratiquement, donc, la réversibilité n’est pas encore établie.

Non, une nouvelle loi, probablement en 2016, fixera les conditions de réversibilité. J’ai porté le débat au niveau international, à travers le comité international des déchets radioactifs de l’OCDE, que je préside. J’ai lancé l’idée d’une échelle de réversibilité, c’est-à-dire de capacité des colis à être récupérés. Cette graduation devra soutenir le projet politique. Il existe plusieurs niveaux de réversibilité. La difficulté est de concilier la possibilité de récupérer les colis avec la fermeture absolument hermétique du site, de manière à ce que l’argile puisse bien remplir son rôle de gaine imperméable. Toutes les galeries seront rebouchées avec des bouchons d’argile qui scelleront les galeries et les puits pour éviter qu’ils ne deviennent des voies de fuite pour les radioéléments. Les alvéoles de moyenne activité, on peut les laisser ouvertes pendant 100 ans en ventilant, et on les fermera le jour où la décision politique sera prise. Pour les alvéoles de haute activité, que l’on a creusées dans l‘argile pour placer les colis de verre, nous ne pourrons les laisser avec une simple ventilation car l’argile se dégrade au contact de l’oxygène et on y perdrait en sûreté à long terme.

Choisir la réversibilité, c’est menacer la sûreté?

Non, pas du tout. Il est essentiel de ne pas être prisonnier de cette alternative. Mais selon le choix que nous faisons, il s’agira d’une sûreté plus ou moins active ou passive. Tant que le stockage est ouvert, il faut des hommes pour vérifier la ventilation, exercer la surveillance et contrôler que l’argile ne se dégrade pas. Inversement, si le stockage est fermé hermétiquement, nous pourrions à la limite nous permettre de l’oublier, ce qui n‘est évidemment pas notre objectif, bien au contraire. C’est donc le degré de fermeture qui est la décision capitale : la fermeture de la première alvéole de haute activité, puis du premier ensemble d’alvéoles, puis des galeries d’accès et, in fine, la fermeture des puits. Nous avons défini plusieurs niveaux de « récupérabilité ».

Qui décidera d’ouvrir et de fermer?

Le Parlement devra décider en 2016 quel est le bon niveau de décision pour fermer la première alvéole, puis la première galerie, puis les puits : l’Andra ? L’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) ? Le Gouvernement ? Ou le Parlement ? Avec quelles consultations préalables? La loi de 2006 prévoit déjà que la réversibilité doit durer au moins 100 ans. Cela dit, même au delà des 100 ans, tant que l’on garde la mémoire du stockage, on pourra toujours aller rechercher les colis.

On pourra toujours récupérer les colis stockés. Mais à quel prix?

Tout restera toujours possible. Les robots existeront pour le faire. Mais pour revenir à un niveau antérieur, ce sera simplement de plus en plus coûteux. Et puis cela suppose qu’on aura découvert un moyen plus efficace de traiter les déchets. Le coût de la récupération correspond au niveau de garantie de sécurité : mieux c’est fermé, meilleure est la sécurité. La réversibilité sera donc possible et son niveau sera une décision politique. Les générations suivantes pourront défaire ce que nous avons fait, si c’est justifié techniquement et financièrement.

La gestion des déchets nucléaires fait elle l’objet d’un consensus international?

C’est une nécessité reconnue partout et la coopération internationale est très forte, mais les moyens et les calendriers varient. L’Europe est leader sur ce dossier. Le trio de tête, c’est la Suède et la Finlande (pour le granite) et la France (pour l’argile). Les Américains enfouissent leurs déchets militaires au Nouveau Mexique mais pour le stockage des déchets civils, ils sont au point mort. Ils étaient en tête jusqu’à l’élection de Barack Obama, avec un laboratoire dans une roche volcanique au Nevada, dans les montagnes Yucca. Mais Barack Obama a promis au Nevada en 2008 que, s’il était élu président, il arrêterait le projet Yucca. Il a tenu parole.

Comment convaincre les riverains que la sécurité est assurée pour un million d’années ? Cela parait tout simplement incroyable.

C’est une question de démonstration scientifique et technique mais au aussi de confiance dans cette démonstration. En Suède, les deux villes qui étaient candidates pour accueillir les déchets possédaient déjà une culture nucléaire. En France, le territoire qui pourrait accueillir le stockage est profondément rural. Nous partons donc de beaucoup plus loin, et il nous faut construire la confiance dans nos technologies. Nous pratiquons une transparence totale, nous faisons visiter nos installations, y compris aux ONG antinucléaires et nous expliquons le processus politique et les contraintes techniques. Le président du conseil d’administration, de l’Andra, François-Michel Gonnot, est un élu, il est député. Nous travaillons également beaucoup sur la surveillance du stockage, avec des laboratoires partenaires, sur des capteurs innovants. Ces capteurs devront rester à 500 mètres sous terre, continuer à fonctionner et donc être alimenté par de l’énergie, et ne pas se détériorer. Tout en résistant à la radioactivité. Les meilleurs chercheurs de France travaillent sur ce sujet. Pour la surveillance en surface, nous avons créé un observatoire pérenne de l’environnement qui surveillera la faune, la flore, les sols, l’eau et l’air sur plus de 500 kilomètres carrés autour du site et pendant au moins 300 ans.

Comment garder pendant 10 000 siècles la mémoire du lieu de stockage? Comment éviter que des forages intempestifs, par exemple pour chercher des gaz de schistes (qui sont aussi piégés dans l’argile à environ 1500 mètres de profondeur) ne traverse le stockage?

Pour les déchets stockés en surface, il faut garder la mémoire du site pendant 300 ans. Nous avons fait le choix d’utiliser du papier permanent, fabriqué à partir de cellulose pure sans pâte de bois mécanique, sans papier recyclé, sans matériaux composites ou mélanges de pâte. Nous parions également sur le fait que dans 300 ans, nos institutions existeront toujours. Nous placerons les documents de synthèse sur la mémoire des stockages dans les mairies, les églises et d’autres lieux symboliques du lien social et politique.

Et au delà des 300 ans?

Les recherches ne font que commencer. Nous sommes en train de tester de la gravure sur disque de saphir. Nous travaillons aussi avec des linguistes pour la rédaction des documents. Nous avons créé un groupement de laboratoires SHS avec des économistes, des sociologues, des historiens, des géographes pour réfléchir sur les échelles de temps. L’histoire montre que ce qui se préserve à travers le temps, c’est ce qui est beau. Le support lui-même doit être beau. Une œuvre d’art, peut-être.

Vous tablez sur l’existence d’une société organisée sur le territoire actuel de la France dans 300 ans, dans 3 000 ans, dans 300 000 ans. C’est un pari.

La société ne sera certainement pas la même. On a ouvert ce débat avec les radioprotectionnistes. Comment imaginer les normes de radioprotection dans un million d’années ? La seule façon de raisonner c’est d’imaginer que les normes seront les mêmes. Ce que nous essayons de prédire, en revanche, c’est l’évolution de la géologie et du changement climatique. Les géologues sont nombreux à l’Andra. Nous prenons même en compte une possible ère de glaciation. Pour des scientifiques, prévoir à un million d’années, ce n’est pas mission impossible. Et puis les opposants au nucléaire aussi contribuent à maintenir ce sujet dans l’actualité. Tant qu’il y a discussion et controverse, la mémoire est là.

Le coût du stockage provoque des tensions très vives entre l’Andra et les producteurs qui financeront le stockage. Comment négociez vous ce coût?

Le processus d’évaluation du coût du stockage est fixé par la loi de 2006 .Aujourd’hui, l’objectif principal est d’obtenir l’autorisation de création du stockage en 2017. Nous cherchons également à l’optimiser économiquement, mais certains concepts ne seront pas mis en œuvre avant 70 ans, nous avons donc du temps devant nous. Ce qui coûte le plus cher, c’est le creusement des galeries. Plus le stockage est compact, moins on a de galeries à creuser, meilleur marché il est. L’Etat nous a demandé d’évaluer le coût du stockage sur 100 ans, y compris le démantèlement des installations de surface après la fermeture, y compris les impôts et taxes. Comme EDF, Areva et le CEA doivent provisionner dans leurs comptes les charges correspondantes, et prévoir les actifs dédiés, pour sécuriser le financement à long terme, ils sont très vigilants et demandent à être davantage impliqués dans le pilotage du projet. C’est de bonne guerre mais il y a des limites et ce sera à l’Etat de trancher.

(*) L’Andra emploie 500 salariés et dispose d’un budget de 170 millions d’euros, dont 100 millions en R&D pour le projet de stockage profond

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Note des éditeurs : AREVA, cité dans cet article, est mécène de ParisTech Review

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  • Attention: déchets radioactifs. L’écriteau qui doit durer… un million d’annéeson June 23rd, 2011
  • Pierre Bouteille

    D’où sort ce “million d’années” ?

    Implicitement il ne concerne pas les 9000 m3 de FMA-VC puisque par définition “Vie Courte”.

    Les 750 m3 de MAVL sont-ils concernés bien que de “Moyenne Activité” ?

    Ou ne parle-t-on que des 150 m3 de HA, c.à.d. d’un cube de 5 x 5 x 6 m ? Mais alors ne fait on pas une montagne d’une taupinière ?

    Jusqu’à présent on parlait de 300 ans pour une diminution substantielle et acceptable de la radioactivité. Or les eaux des grandes profondeurs océaniques mettent 3000 ans pour retrouver leur point de départ. Ne peut-on pas simplement immerger les “colis sécurisés” au fond des océans, sachant qu’en plus c’est là que se trouve 95% de l’activité volcanique ?

  • Nicolas Fernandez

    Même si l’article n’est pas complaisant, il aurait était bon de préciser que ParisTech Review est financé par Areva.
    Sinon, très bon article.

    Nicolas FERNANDEZ

  • http://www.paristechreview.com/ ParisTech Review

    Merci pour votre suggestion. Nous venons de préciser qu’AREVA est mécène de ParisTech Review.

  • http://www.hervekabla.com/ Herve Kabla

    Il n’y a qu’à faire des panneaux radioactifs, comme ça, personne ne viendra mettre de graffitis dessus

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