Technical Report NTB 14-14

Le présent rapport reflète les connaissances actuelles du traitement des perturbations induites, dans un dépôt profond, par les déchets radioactifs de faible et moyenne activité (DFMA) sur les matériaux des barrières ouvragées et inversement, ainsi que plus spécifiquement sur l’Argile à Opalinus, qui atteint une épaisseur d’environ 100 mètres dans les domaines d’implantation envisagés, pour mieux pouvoir aligner le programme de R&D de la Nagra. Les perturbations provoquées par le dépôt peuvent être réparties en quatre catégories:

• Effets thermiques : à savoir les effets sur la roche d’accueil et les barrières ouvragées qui sont dus principalement à la chaleur générée par la décroissance radioactive des déchets et les réactions d’hydratation du ciment.
   
• Effets géomécaniques : à savoir les effets résultant de la perturbation mécanique de la roche causée par l’excavation des cavernes de stockage et d’autres structures souterraines.
   
• Effets hydrauliques et effets liés aux émissions de gaz : à savoir les effets sur la roche d’accueil ou sur les barrières ouvragées qui sont en rapport avec la resaturation du dépôt pro­fond et la production de gaz, notamment consécutive à la corrosion de métaux dans le dépôt.
   
• Effets chimiques : à savoir les interactions de nature chimique entre les déchets, les barrières ouvragées et la roche d’accueil

Les dépôts en couches géologiques profondes sont conçus de manière à éviter ou atténuer tout impact sur la sûreté à long terme. Pour le dépôt considéré ici, l’examen des perturbations provoquées par le dépôt montre que les impacts chimiques et mécaniques se limitent en grande partie au secteur de la roche proche de la zone excavée, que les effets thermiques sont minimes et que les effets des gaz peuvent être atténués par une architecture de dépôt visant, d’une part, à limiter la production de gaz et d’autre part, à empêcher une augmentation de la pression en mettant en œuvre un système technique de transport des gaz, Engineered Gas Transport System (EGTS). Des mesures spécifiques visant à limiter les perturbations provoquées par le dépôt sont envisagées dans le cadre du concept de référence et évaluées quant à leur efficacité.

Le système décrit dans le présent rapport comprend une succession de barrières passives remplissant différentes fonctions de sûreté. Le dépôt a été conçu avec une marge de sécurité suffi­sante en prévision d’une multitude de conditions locales. Les barrières comprennent la roche d’accueil, la zone de confinement géologique, les colis de déchets conditionnés et le com­ble­ment en ciment. Le système de barrières présente une série de caractéristiques intrinsèques qui contribuent à la sûreté du dépôt et empêchent ou atténuent les perturbations et les incerti­tudes, ou du moins en limitent les effets – sans toutefois les éliminer complètement. Le présent rapport s’emploie à étudier les perturbations qui subsistent à la lumière d’une vaste palette de paramètres, en rapport notamment avec différentes conditions qui pourront prévaloir sur les sites d’implantation.

Dès la conception du dépôt, puis au cours des phases de construction, d’exploitation et de comblement, on va faire en sorte de limiter au maximum la formation d’une zone perturbée autour des cavernes pour DFMA. On va ainsi limiter la taille de la zone excavée et la pro­fon­deur du dépôt, procéder à l’excavation de manière contrôlée et en ménageant la roche et enfin combler les galeries relativement rapidement après leur construction à l’aide de matériaux gonflants. A la profondeur envisagée pour les dépôts géologiques, il faudra prévoir des soutène­ments afin de garantir la stabilité des galeries et la sécurité du personnel. Cette mesure évitera que des roches se détachent après l’excavation, ce qui entrainerait une extension de la zone perturbée. Il est permis d’affirmer, en se fondant sur les modélisations, que la taille de la zone perturbée ne dépassera pas la section d’une galerie et que la conductivité hydraulique de la zone perturbée située autour des galeries et des tunnels et puits d’accès ne dépassera pas 10-7 m3/s. Au vu des propriétés auto-cicatrisantes de la zone perturbée et des faibles gradients hydrau­liques le long des tunnels de construction et d’exploitation, le transport de radionucléides dans la zone perturbée sera négligeable.

Les résultats montrent que la montée de la pression des gaz est contrôlée grâce à la capacité de transport des voies reliant le dépôt principal et le tunnel d’accès, lesquelles forment le système technique de transport des gaz (EGTS). Les analyses de sensibilité réalisées pour un dépôt à une profondeur de 500 m indiquent que l’EGTS peut être conçu de manière à empêcher que la pression des gaz n’augmente jusqu’à un niveau susceptible de porter atteinte au dépôt et/ou à la roche d’accueil.

Les interactions chimiques sont prises en compte aussi bien lors de la planification que de l’évaluation du bon fonctionnement d’un dépôt pour DFMA. Pour l’actuel concept de référence, on estime que la dégradation du comblement en ciment et du béton du revêtement, de même que la corrosion des fûts en acier et d’autres éléments porteurs entraîneront certaines altérations du champ proche, à savoir du matériau de comblement (ciment) et de l’Argile à Opalinus. Ces per­tur­bations sont prises en compte dans les calculs de dose; on a constaté qu’ils n’avaient pas d’impact significatif sur les doses calculées.