Résumé des rapports CNE Bure

 

 


Résumé des rapports de la CNE sur le projet de BURE

(Commission Nationale d'Evaluation des travaux de l'ANDRA)

 

 

On pourrait comparer la CNE à un conseil de classe qui juge le travail de l’élève ANDRA.
Dans certaines matières la CNE donne une mauvaise appréciation à l'élève. Par exemple : la démarche donne l’impression d’un foisonnement d’idées auxquel il manque encore une organisation d’ensemble.
Ou encore : peut mieux faire !
Effectivement, contrairement à ce que raconte l'ANDRA, les 13 professeurs qui suivent l'élève depuis plusieurs années, ne sont pas très satisfaits des résultats. Le drame, c'est que l'élève est seul dans sa classe, et donc, quoiqu'il fasse, on déclarera un jour, faute de comparaison, que l’élève a bien travaillé, que l’élève est en progrès, que les devoirs de l'ANDRA sont finalement parfaits…

Le projet sera finalement bien noté. Et on pourra enfouir !!!

Notons que la  CNE rappelle l’échelle de temps à considérer, (proche de l'éternité) qui est sans commune mesure avec celle des travaux usuels de génie civil, et une simple extrapolation des résultats et des méthodes classiques n'est pas suffisante pour asseoir une démonstration convaincante..

A - Les interrogations soulevées par le CNE

dans le rapport d'évaluation n°1 du 2 juillet 2007

- la CNE sème le doute sur la pertinence du choix de l'enfouissement en profondeur.


- on ne dispose pas d'une longue expérience provenant de travaux souterrains dans des argiles indurées (argilites) profondes. Les conséquences d'événements pouvant se produire à Bure seraient donc difficilement prévisibles. Cette incertitude, au moins pour ce qui concerne l'échelle locale, doit être gardée à I'esprit.


- plus inquiétantes sont les remarques sur les solutions techniques envisagées pour la sûreté, la réversibilité et l'ingénierie minière.


- la CNE indique que l'état des connaissances scientifiques n'a pas encore atteint le degré de maturité nécessaire à un choix assuré de solutions techniques. Ces solutions portent sur Ie comportement thermo-hydro-mécanique de la roche, ou encore sur la quantité de gaz formé par corrosion. Ce problème des gaz n'est pris à bras Ie corps par I'Andra que seulement depuis quelques années.
- Certains phénomènes inattendus ou plus amples que prévus, ont déjà été observés comme la formation de fractures lors de l'avancement des galeries et des déformations.


- l'impact sur l'environnement sur de grandes échelles de temps reste problématique. L'extrapolation des propriétés des matériaux à des durées bien plus longues pose un problème de méthode scientifique.
- aujourd'hui les ouvrages souterrains sont conçus pour une durée inférieure au siècle, alors que là, on est proche de l'éternité.

 

 

B - Les problèmes soulevés par la CNE

dans son rapport d'évaluation n°3 de juin 2009

 

- il y a toujours le problème de la température des colis qui naturellement sont chauds : 70°C. Ce sont en quelque sorte de grosses cocottes minute. L'ANDRA imagine même des coussinets de céramique pour faciliter le glissement dans les tubes. Des colis intermédiaires sans déchets radioactifs seront intercalés pour isoler thermiquement les colis de déchets…

- Il y a aussi incertitude sur la qualité et la quantité des déchets, selon la prise en compte de nouveaux déchets (combustible de Superphénix, déchets technologiques d’exploitation, déchets de démantèlement, déchets des réacteurs Célestins, de la propulsion navale et des réacteurs expérimentaux (Osiris)

- incertitude sur l’évolution des conditionnements : les nouveaux assemblages de combustible usé notamment le MOX à 9,5 % en plutonium.

- la CNE parle de scénario de retraitement et de scénario de dimensionnement qui augmentent l’inventaire de 50 % pour l’allongement de la vie du parc actuel.

- il y a le problème de la production de gaz par radiolyse interne, qui pourra affecté le comportement en entreposage. Parce qu'il va y avoir entreposage avant la descente dans les galeries. Puis pendant la période de réversibilité du stockage, puis à long terme en situation de stockage.

- outre des gaz, (hydrogène, acide chlorhydrique, gaz carbonique, méthane) la radiolyse génère des molécules organiques complexantes. (résultant d'une complexation, c'est à dire la formation d'un nouveau complexe chimique par mise en commun d'électrons) .

- on compte même sur les colis de bitume comportant du sulfure de cobalt pour piéger l’hydrogène.

- la CNE parle de problème de spéciation, (identification des différentes formes physico-chimiques), de migration, de complexation. Ces problèmes conduisent à une augmentation de la concentration en plutonium dans des lixiviats , mais avec de grandes incertitudes sur la nature des espèces. Le plutonium complexé sous forme anionique est transporté sur des distances plus importantes que lorsqu’il n’est pas complexé. Ici aussi les incertitudes sont grandes !

- problème : pendant la période où les galeries seront ouvertes, c'est-à-dire au moins un siècle, il faut pouvoir, en cas de besoin, retirer assez facilement les colis déposés. Il faut notamment que les revêtements soient suffisants pour limiter les mouvements des terrains pendant cette période; mais il faut aussi éviter de les surdimensionner.

- une ovalisation trop marquée des chemisages en acier rendrait difficile le retrait des colis glissés dans l’alvéole.

- il y a problème avec les zones fracturées ou endommagées : l’anneau de roche devenu plus perméable que le milieu naturel, pourrait jouer un rôle de court-circuit pour les mouvements d’eau ou de gaz.

La désaturation, le fluage (déformation progressive) de la roche, la modification de la pression de pore, les altérations physico-chimiques, les variations de la température et de la pression des gaz engendrés, pourraient créer un court-circuit de la barrière géologique.

Cette perturbation est mécanique, hydrique et chimique. La désaturation permet aussi à l’oxygène de pénétrer dans le massif et de faire gonfler la pyrite contenue dans l’argilite. Du point de vue de la sûreté, le rôle de la désaturation est donc complexe, et il semble qu’il soit trop tôt pour décider si ce phénomène doit être contrôlé, et dans quel sens.

- la présence d’eau dans le stockage conduit à une corrosion et la formation lente d’hydrogène. La pression de l’hydrogène dans les alvéoles et les galeries peut atteindre un niveau élevé susceptible de microfracturer le massif. La CNE avait d'ailleurs encouragé l’Andra à accroître les connaissances, à valider les modèles et à confronter ses résultats à ceux obtenus dans d’autres pays.

Pour traiter tous ces problèmes, l’Andra a constitué un groupement de laboratoires qui rassemble une grande part des meilleures équipes universitaires françaises et un organisme allemand. Est-ce pour autant rassurant ?

Exemple : L’Andra a confié à l’Université de Neuchâtel (Suisse) la réalisation du modèle hydrogéologique numérique. La CNE note qu'aucun résultat validé n’est encore disponible.

- Un point important est celui des critères qui inspirent le choix final des options. L’Andra en a retenu dix :

1 - sûreté après fermeture,

2 - sûreté en exploitation,

3 - santé et sécurité au travail,

4 - réversibilité,

5 - coût,

6 - impact sur l’environnement,

7 - faisabilité technique,

8 - démontrabilité scientifique,

9 - flexibilité et progressivité pour l’implantation et le développement futur du stockage,

10 - aptitude à l’observation-surveillance.

La CNE déclare qu'il faut s’attendre à ce qu’on ne puisse trouver une solution optimale du point de vue de tous ces critères simultanément.

Il manque des indications sur la manière dont l’Andra envisage la hiérarchie ou l’articulation entre ces critères. Dès lors que les conditions de sûreté en exploitation, et de sécurité des travailleurs et du public, seront démontrées être de même niveau que pour des installations nucléaires de surface, alors la sûreté après fermeture devrait être considérée comme l’objectif prioritaire.

L’énoncé d’une position de principe de l’Andra contribuerait à éclairer le détail des discussions relatives à chaque question technique particulière.

 

C - Les problèmes soulevés par la CNE

dans son rapport d'évaluation n°4 de juin 2010

 

- La CNE regrette que l'Andra ne dispose pas encore de modèle opérationnel validé du comportement hydro-thermo-mécanique de la roche. Modèle indispensable pour étudier sûreté réversibilité. En effet la priorité la plus élevée devrait être donnée à la sûreté à long terme.

La période pendant laquelle le stockage reste ouvert est marquée par l’introduction dans le sous-sol
de matériaux exogènes qui perturbent son état naturel : colis, acier, argiles gonflantes, béton et air de
ventilation. L’introduction de bactéries nouvelles, engendrera des conditions provisoirement
oxydantes, désature la roche dans le voisinage des galeries déjà affecté par le creusement. L’air de ventilation doit emporter l’hydrogène engendré par les colis de déchets. Certains colis dégagent de la chaleur. Comme dans tout ouvrage souterrain, le risque d’incendie doit être considéré avec une grande attention.

La CNE souhaite que les essais débouchent sur une capacité démontrée à faire des prédictions crédibles.

Après la fermeture du stockage, le retour au quasi-équilibre antérieur sera durablement ralenti par la poursuite du dégagement de chaleur dont les effets restent sensibles pendant quelques millénaires, et plus tard, par la génération de volumes importants d’hydrogène par corrosion.
L’augmentation de la température déplace les équilibres physiques et chimiques, accélère la cinétique des réactions, engendre des contraintes thermiques dans le massif.

L’oxygène apporté par la ventilation est très vite consommé. Les bétons dégradés relâchent des éléments alcalins qui créent un environnement chimique de pH élevé, et le fer des conteneurs interagit de manière complexe mais très locale avec les argiles.

Si le comportement des radionucléides en solution est bien établi jusqu’à 50 °C, la migration pourrait être plus rapide au-delà de cette température.

Il faut examiner aussi des scénarios dans lesquels des colis, proches des galeries primaires, sont précocement défaillants et migrent vers les puits sous l’effet de gradients de charge hydraulique horizontaux et verticaux, les scellements étant supposés défaillants.

La chaleur dégagée par les déchets HAVL est une des perturbations principales apportées au milieu naturel. Elle déplace les équilibres hydromécaniques, physiques et chimiques et modifie la cinétique des évolutions. Elle joue un rôle important pour le dimensionnement de l’ouvrage qui doit être conçu pour que la température à l’interface alvéole/massif soit inférieure à 50 °C quand la corrosion des conteneurs aura permis le contact entre l’eau et les verres.

La Commission note que les efforts de modélisation thermo-hydro-mécanique paraissent dispersés, sans effort apparent de synthèse. La Commission n’a pas reçu de document qui fasse le point de l’état actuel de ces modélisations qui sont indispensables pour parvenir progressivement à établir des prévisions fiables sur  telles échelles de temps.

 

D - Les problèmes soulevés par la CNE

dans son rapport d'évaluation n°5 de novembre 2011

 

- Rappel : La directive européenne Euratom du 19 juillet 2011 a conclu que "Le stockage géologique
constitue actuellement la solution la plus pérenne et la plus durable".

La CNE s’inquiète que l’Andra ait délégué la "maîtrise d’œuvre système" à une entreprise extérieure. La Commission demande que l’Andra assume pleinement toutes les responsabilités qui lui ont été confiées par la loi.

La gestion des flux de colis ne prévoit pas d'entreposage sur le site de Cigéo susceptible de se substituer à celui des producteurs, mais uniquement l'existence d'un entreposage "tampon" pour accueillir les colis de déchets qui seront stockés en flux tendu.

La possibilité d’accueillir d’avantage de déchets pourrait conduire à la décision d’agrandir le stockage qui, dans l’état actuel des connaissances, paraît présenter des surfaces géologiquement favorables plus étendues que ce qui est nécessaire pour le stockage envisagé aujourd’hui.

La CNE estime indispensable de disposer d'une étude sur les perturbations hydrauliques et géologiques qui seraient éventuellement provoquées par le creusement de la ou des descenderies.
Attention à la traversée des terrains calcaires aquifères, éventuellement karstifiés. Il faudra s’assurer que les eaux de la formation ne viendront pas s’infiltrer dans les niveaux sous-jacents.

Le projet STI (celui des producteurs) met bien en exergue les problèmes difficiles posés par la génération de gaz dans les alvéoles.
Il consiste, pour l’essentiel, à allonger sensiblement les alvéoles HAVL, en portant leur longueur de 40 à 130 m; à accroître sensiblement le diamètre des alvéoles MAVL et à les allonger; et, à l’inverse, à raccourcir la longueur des galeries qui relient les alvéoles au pied des ouvrages d’accès au fond.
La réduction de la longueur et du nombre de ces galeries de liaison conduit, en vue de simplifier le trajet de ventilation, à disposer les puits de retour d’air au plus loin des puits d’accès. Les accès au fond s’effectuent par deux descenderies distinctes, ce qui permet, dans la zone d’accès, de séparer les travaux de creusement et le transport des colis. D’où une réduction des coûts.

La CNE rappelle l’obligation d'organiser chaque quartier de stockage de telle sorte qu’il soit borgne par rapport au reste de l'installation souterraine, pour réduire les circulations d'eau possibles.

Par ailleurs, la Commission regrette l’introduction d’une évolution possible vers des alvéoles HAVL passantes à la ventilation (c'est-à-dire ouvertes des deux côtés), et l’imprécision laissée à propos de l’objectif de température maximale du massif au contact des ouvrages après 1 000 ans.

Du point de vue de la sûreté post-fermeture, le critère le plus contraignant concerne les déchets vitrifiés, parce que la dissolution du verre est nettement plus rapide au dessus de 50 °C. Il faut donc avoir la certitude que la température sera inférieure à 50 °C au moment où l’eau peut entrer en contact avec le verre. Pour que cette condition soit réalisée, l'Andra a calculé que la température maximale à respecter à court terme est de 90 °C à la paroi des alvéoles HAVL.

A la fin de l’exploitation du stockage, l’hydrogène produit par corrosion migre dans la couche. Le risque n’est pas l’explosion dans la couche, en raison de l’absence d’oxygène. Ces deux perturbations (température et hydrogène) ne sont pas très intenses, mais leur association est inhabituelle dans les ouvrages souterrains classiques. On ne dispose donc pas d’un retour d’expérience.

Le creusement des galeries, puis la longue période pendant laquelle elles restent ouvertes, permettent le développement d’une zone endommagée (EDZ) dans laquelle les propriétés naturelles de la roche peuvent être profondément dégradées. Une fracturation ou une fissuration peut augmenter très sensiblement la conductivité hydraulique, avec le risque de former un court-circuit de la barrière géologique qui permettrait une circulation rapide des gaz, de l’eau, et des radionucléides le long des galeries et des puits.

Le mot de "réversibilité" est, aux yeux de la Commission, ambigu. Elle propose de retenir trois mots distincts pour trois réalités différentes :

1 - la réversibilité, désigne la possibilité, en n'importe quel point d'effectuation du projet, de revenir à un point antérieur, compte tenu du fait que plus la réalisation avance, moins il devient possible de regagner des points plus reculés ; en d'autres termes, la réversibilité fait d'autant plus place à l'irréversibilité que la distance entre les stades de réalisation est plus grande ;

2 - la récupérabilité est la capacité d'atteindre les colis stockés et de les extraire de leur position dans le stockage, de manière à pouvoir leur appliquer au fond les éventuels traitements requis par leur état à différentes échelles de temps, qu'il s'agisse d'accidents ou de conversion des déchets en ressources exploitables ;

3 - la flexibilité vise un mode de gestion du projet de stockage, à tous les stades d'élaboration et de réalisation, conçu de telle manière qu'il puisse être constamment et perpétuellement modifié, pour être à même de repérer, de traiter et d'intégrer toutes informations nouvelles portant sur l'efficience de l'entreprise.

La réversibilité, ou même la récupérabilité, ne peuvent donc se concevoir que si les installations de surface ont, dès le départ, été conçues et dimensionnées pour faire face à tous les incidents potentiels car il pourrait être difficile de renvoyer des colis défaillants chez les producteurs d'origine.

Un retrait éventuel doit avoir été préparé : il faut prévoir les circonstances qui pourraient le rendre nécessaire, dont l’estimation de son coût et des risques pour les opérateurs, préparer des plans de retrait intégrant les difficultés qui peuvent survenir, pouvoir adapter le rythme de déstockage à la nature de l’événement qui l’a rendu nécessaire.

Les puits et galeries d’accès aux alvéoles doivent rester dans un état qui permette la circulation des engins de transport et de manutention. On doit avoir ménagé, entre les colis et le revêtement ou le chemisage des alvéoles, un jeu suffisant. Ce jeu doit être calculé avec une marge qui tienne compte des effets des pressions de terrain qui s’exerceront progressivement sur le revêtement ou le chemisage des alvéoles et pourront en réduire la section ou en perturber l’alignement. Pendant la période considérée, les conteneurs en acier ou en béton qui enveloppent les déchets ne doivent connaître que des évolutions limitées. De même, il faut limiter les évolutions physico-chimiques qui affecteraient l’air, l’eau et plus généralement les matériaux du voisinage des colis et qui seraient susceptibles d’engendrer des difficultés pendant la récupération. Les dispositifs de saisie, d’extraction, de manutention et de transport des colis doivent avoir été maintenus opérationnels. Des moyens d’observation et de surveillance doivent fournir les informations utiles sur l’évolution des colis et de leur environnement. Les colis retirés, quelle que soit leur quantité, doivent pouvoir être entreposés à la surface, sur place ou à distance, dans des conditions sûres.

La réouverture de l’alvéole mettra l’atmosphère de la galerie en contact avec de l’eau liquide, de la vapeur et de l’hydrogène, produit de la corrosion anoxique, à pression et température élevées.

Les calculs que propose l’Andra pour rendre compte de ces phénomènes gagneraient en crédibilité si l’on disposait de modèles consolidés et validés du comportement différé engendré par les effets conjoints du fluage, de l’évolution des pressions de pore, de la dilatation thermique, éventuellement des transformations physico-chimiques affectant le massif.

L’obturation définitive des alvéoles de déchets MAVL n’est pas immédiate ; au contraire une ventilation est organisée pour évacuer les gaz produits et, à un moindre degré, pour refroidir les colis. La ventilation facilite la surveillance de l’atmosphère de l’alvéole ; en maintenant une atmosphère sèche dans l’alvéole, elle réduit considérablement les vitesses de corrosion. En revanche, après obturation, de l’eau pourra être présente au moins localement avec, pour certains colis, formation d’hydrogène ou augmentation de la température jusqu’à des valeurs de l’ordre de 40 à 70 °C. Une attention particulière devra être portée à la récupérabilité des colis de bitume.

Du point de vue de la sûreté post-fermeture, le critère le plus contraignant concerne les déchets vitrifiés. La dissolution du verre est nettement plus rapide au-dessus de 50 °C. Il faut donc que la température à la paroi des alvéoles HAVL soit certainement inférieure à 50 °C au moment où l’eau peut entrer en contact avec le verre. Le surconteneur en acier (5,5 cm d’épaisseur) est dimensionné pour que la corrosion ne puisse en principe le traverser et mettre le colis en contact avec l’eau avant au moins 1 000 ans. On peut par le calcul remonter à la température maximale qu’il faut respecter à plus court terme pour que la température soit inférieure à 50 °C après 1 000 ans : elle est de 90 °C à la paroi des alvéoles HAVL.

En cas de décision de déstockage, il faudra autant de temps pour déstocker que le temps mis à stocker. De fait, le retrait s’effectuerait avec les mêmes moyens (sauf traction des colis HAVL hors de leur alvéole, qui requiert un effort plus important que la mise en place) et au même rythme que le stockage lui-même, soit 2.500 colis par an environ. Dans l’hypothèse d’un retrait total, il faudrait donc pour retirer les colis une durée comparable à l’âge du stockage au moment où le retrait serait décidé.

Dans le scénario de dimensionnement, il y a 61.460 colis HA, 5.460 colis CU, 238.640 colis MAVL (colis primaires) à stocker. Les options de mise en place des colis dans le stockage ne sont pas arrêtées. A titre indicatif, les colis primaires sont d’abord placés en surface dans des colis de stockage (colis primaire placé dans un surconteneur en acier, portant le poids total d’un colis à 2 tonnes pour les HAVL ; conteneur en béton portant plusieurs colis primaires, de poids total 7 à 25 tonnes pour les MAVL). Les colis de stockage sont à leur tour placés dans une hotte de transfert comportant une enceinte blindée de radioprotection. La descente vers la zone centrale de soutien pourrait se faire par funiculaire dans une descenderie déroulée. Chacune des trois zones distinctes de stockage (MAVL, HAVL, C0-CU3) est desservie à partir de la zone centrale par deux ou trois galeries de liaison parallèles, dont l’une est réservée au transport des colis par véhicule de transfert sur pneu ou rail. A l’intersection entre ces galeries et les galeries d’accès aux alvéoles s’effectue un transbordement vers une navette d’accostage qui transporte les colis vers la tête d’alvéole. Des systèmes de préhension et transport, dépendant de la nature des colis, permettent alors leur mise en place dans l’alvéole. Toutes ces opérations sont automatiques, le personnel, travaillant dans la salle de commande, restant à grande distance des colis.
Les moyens de manutention permettant le retrait seront les mêmes que ceux utilisés pour le stockage, ce qui garantit que leur maintenance sera assurée. Cela imposera toutefois certaines contraintes en cas d’évolution technologique de ces moyens, qui n’est pas improbable sur une durée d’un siècle.
Le rythme du retrait envisagé est ainsi nécessairement de l’ordre de grandeur de celui de la mise en place, soit une dizaine de colis par jour ou 2.500 dans l’année.

Pour les colis HAVL, on rappelle que, dans une section verticale, on trouve au centre de l’alvéole le colis de déchet vitrifié, placé dans un surconteneur qui empêche le contact du verre avec l’eau au moins pendant toute la phase "thermique", de l’ordre d’un millier d’années, pendant laquelle la dissolution des verres risquerait d’être plus rapide ; puis, entourant le surconteneur, le chemisage métallique, de diamètre suffisant pour laisser un jeu libre qui permette un déplacement horizontal de l’ensemble verre-surconteneur, ou colis de stockage, muni de patins qui facilitent le glissement ; enfin le jeu entre chemisage et terrains, qui se remplit rapidement d’eau provenant du massif puis se comble sous l’effet du mouvement de fermeture du vide créé.

 

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