Technical Report NTB 09-06

The Nagra Research, Development and Demonstration (RD&D) Plan for the Disposal of Radioactive Waste in Switzerland

La Nagra a pour mission de planifier en Suisse des dépôts géologiques sûrs permettant de stocker tous les types de déchets radioactifs produits sur le territoire national. Deux types de dépôts sont prévus, l’un pour les déchets de faible et de moyenne activité (DFMA) et l’autre pour les éléments combustibles usés, les déchets de haute activité vitrifiés et les déchets de moyenne activité à vie longue (AC/DHA/DMAL). Du fait que le processus qui conduira à la réalisation des dépôts se déroulera par étapes sur plusieurs dizaines d’années, il est nécessaire de disposer d’un plan de recherche-développement-démonstration («plan RD&D») global permettant de planifier les travaux scientifiques et techniques. Le plan a pour fonction principale d’établir – sur la base des différentes prescriptions, contraintes et hypothèses de conception – les objectifs, l’envergure, la nature et le calendrier des futures activités de RD&D.

Le chapitre 1 présente the objectifs généraux du rapport et un bref rappel historique. En 2006, une décision du gouvernement fédéral a établi que la Nagra, avec son projet Entsorgungsnachweis («démonstration de la faisabilité du stockage»), avait démontré que l’évacuation en Suisse des AC/DHA/DMAL était techniquement réalisable. Sur la base d’études antérieures et d’expertises des autorités de sûreté, le Conseil fédéral avait déjà reconnu la faisabilité globale d’une évacuation sûre des DFMA. A la suite de la décision concernant l’étude de faisabilité Entsorgungsnachweis, le gouvernement fédéral a approuvé en avril 2008 le plan sectoriel «Dépôts en couches géologiques profondes», qui définit la procédure de sélection des sites d’implantation. La «conception générale» du plan sectoriel décrit les objectifs concrets visés par la Confédération, ainsi que les modalités selon lesquelles on sélectionnera les sites d’implantation appropriés pour les DFMA et les AC/DHA/DMAL, qui feront ultérieurement l’objet d’une demande d’autorisation générale. La planification globale présentée ici est basée sur les propositions effectuées par la Nagra dans le cadre de l’étape 1 du plan sectoriel, qui doit aboutir à la sélection de domaines d’implantation géologiques appropriés.

Le chapitre 2 présente les conditions globales de planification pour la réalisation des dépôts pour DFMA et AC/DHA/DMAL, en particulier le cadre temporel envisagé, les types et quantités de déchets ainsi que la stratégie adoptée pour garantir la sûreté des dépôts. Le calendrier prévisionnel prend en compte la procédure du plan sectoriel, la demande d’autorisation générale, la construction et l’exploitation des laboratoires de recherche souterrains sur les sites d’implantation, la demande d’autorisation de construire suivie de la construction des dépôts et enfin la demande d’autorisation d’exploiter les installations. Selon les prévisions actuelles, le dépôt des DFMA pourrait être en activité à partir d’environ 2035, celui des AC/DHA/DMAL aux alentours de 2050. La période d’emmagasinage des déchets sera suivie d’une phase d’observation (dont la durée a été fixée à 50 ans pour les besoins de la planification), à la fin de laquelle on soumettra une demande d’autorisation de fermeture. Ce chapitre comprend en outre un aperçu des différents types et quantités de déchets produits par les centrales nucléaires, ainsi que par la médecine, l’industrie et la recherche. Il décrit enfin les concepts de sûreté pour les deux types de dépôts.

Le chapitre 3 est consacré à la méthodologie et à la procédure utilisées pour planifier les activités de RD&D. Il présente les différents types de prescriptions et de contraintes qui gouvernent la nature et la répartition dans le temps du programme et des activités de RD&D: le cadre légal, réglementaire et politique, les exigences émanant des producteurs de déchets, les recommandations effectuées par les autorités, les attentes de la société et enfin les contraintes techniques et liées à la sûreté. Ce cadre prescriptif détermine les questions à traiter dans le programme de RD&D, de même que la nature et le calendrier des diverses activités scientifiques et techniques.

Le chapitre 4 présente brièvement les questions à clarifier pour les AC/DHA/DMAL, identifiées par la Nagra dans le cadre du projet Entsorgungsnachweis, ainsi que les recommandations effectuées par les autorités lors de l’examen officiel exigé par le gouvernement fédéral. Les activités de RD&D nécessaires pour la planification d’un dépôt pour DFMA sont également énumérées. Pour chacune des technologies intervenant dans la réalisation des dépôts, le stade de développement est évoqué dans le contexte de l’avancement technologique du domaine correspondant au niveau international.

Le chapitre 5 décrit le cadre stratégique qui prévaut lors de la conception des deux types de dépôts. Le calendrier de réalisation, de même que les concepts de dépôts nécessaires à un stockage sûr des déchets, sont conditionnés par la définition des types de déchets, leurs caractéristiques et le cadre légal et réglementaire en matière d’évacuation. La sûreté à long terme des dépôts doit être garantie par une succession de barrières de sûreté passives, dont l’efficacité est également partagée entre les barrières ouvragées et la géologie environnante. Les concepts de dépôts en couches géologiques profondes prévoient: i) un dépôt principal dont les galeries seront comblées et scellées lorsque les déchets auront été emmagasinés, ii) des zones expérimentales, où l’on recueillera les données nécessaires sur les caractéristiques de la roche d’accueil, afin de confirmer la sûreté à long terme du dépôt et la faisabilité technique, iii) un dépôt pilote où le comportement des déchets, du matériau de comblement et de la roche d’accueil feront l’objet d’une surveillance jusqu’à la fin de la phase d’observation et où l’on compilera les données permettant de confirmer la sûreté du dépôt en vue de sa fermeture. Les roches d’accueil présentant des caractéristiques favorables doivent être sélectionnées au sein de domaines géotectoniques stables et suffisamment étendus, de façon à ce que les barrières géologiques contribuent de manière efficace à la sûreté du dépôt.

La procédure de plan sectoriel est ensuite détaillée afin de montrer ses implications pour le programme de RD&D de la Nagra à chacune des étapes de la sélection des sites d’implantation et lors de la demande d’autorisation générale. Pour l’étape 1, qui correspond à la sélection de domaines géologiques appropriés, on décrit la démarche qui a abouti à la proposition des six domaines d’implantation géologiques pour le dépôt de DFMA («Schaffhouse-Sud», «Weinland zurichois», «Nord des Lägeren», «Bözberg», «Pied sud du Jura» et «Wellenberg») et les trois domaines d’implantation géologiques pour le dépôt de AC/DHA/DMAL («Weinland zurichois », «Nord des Lägeren», «Bözberg»). L’étape 2 doit aboutir à la sélection d’au moins deux sites d’implantation pour les dépôts de DFMA et AC/DHA/DMAL. Elle sera suivie de l’étape 3, où un site sera sélectionné pour chacun des dépôts en vue de la demande d’autorisation générale. Les exigences précises formulées dans le plan sectoriel, alliées aux résultats obtenus lors des programmes de recherche antérieurs, ont permis de définir avec une assez grande précision les activités de RD&D et les principaux rapports nécessaires à chacune des étapes précédant la demande d’autorisation générale.

Pour les étapes ultérieures – à savoir la construction et l’exploitation du laboratoire souterrain sur les sites s’implantation choisis, la construction des dépôts, leur exploitation et enfin leur fermeture –, les travaux à effectuer sont décrits dans leurs grandes lignes. Ceci permet de spécifier le niveau de maturité scientifique et technique requis à chaque étape, pour une répartition appropriée des études de RD&D dans le temps et une gestion efficace des ressources.

Le chapitre 6 fournit un aperçu des travaux de RD&D à effectuer dans les prochains 5 à 10 ans, c’est-à-dire avant la demande d’autorisation générale, et indique les objectifs à atteindre, l’état actuel des connaissances et les thèmes de recherche principaux pour chacun des domaines, à savoir:

  • les campagnes de reconnaissance géologiques (en conformité avec les prescriptions relatives d’une part aux caractéristiques et à la géométrie des roches d’accueil et des formations encaissantes et d’autre part à l’évolution géologique à long terme; compilation de données sur les principaux paramètres déterminants pour la sûreté du dépôt)
  • l’analyse de sûreté (en conformité avec les prescriptions concernant la sûreté en phase d’exploitation et la sûreté à long terme)
  • les déchets et matières radioactives (en conformité avec les prescriptions relatives aux déchets)
  • les concepts relatifs à l’architecture des dépôts, y compris les concepts pour la récupération des déchets et la surveillance des dépôts, de même que la conception du système de barrières ouvragées et de leur performance (en conformité avec les prescriptions relatives à la conception des dépôts).