Technischer Bericht NTB 83-15

La production d'énergie électrique dans des centrales nuclêaires ainsi que l'utilisation de radioisotopes dans la technique, la recherche et la médecine et plus tard, le démantèlement de centrales nucléaires hors service engendrent des déchets radioactifs. Leur quantité est peu importante par rapport à celle des autres déchets de l'industrie. Leur toxicité due au rayonnement n'entraîne en principe pas ne surcroît de difficultés par rapport à la manipulation et à l'élimination d'autres déchets toxiques.

En Suisse, les déchets radioactifs sont soumis, en plus des exigences courantes concernant la garantie de la protection des personnes, des biens d'autrui et des biens juridiques importants, à des prescriptions légales additionnelles sur le genre de leur élimination. La législation dans le domaine de l'énergie nucléaire et de la radioprotection est depuis 1957 du ressort de la Confédération. Les bases lêgales en matière de stockage de déchets radioactifs se fondent sur l'Arrêté fédéral concernant la loi sur l'énergie atomique du 6 octobre 1978, que le peuple suisse a clairement approuvé, lors de la votation populaire du 20 mai 1979, par 982'634 voix contre 444'422. Cet Arrêté fédéral exige, entre autres, une "élimination sûre et à long terme ainsi que l'entreposage définitif de déchets radioactifs".

Les déchets radioactifs se différencient d'autres déchets spéciaux par le fait que d'une part, leur toxicité vient principalement de la radiation ionisante émise et que d'autre part, leur radioactivité décroît d'elle-même avec le temps dans des proportions que l'on peut calculer à l'avance de manière très précise. On peut se protéger de façon efficace contre la radiation ionisante par blindage. Les substances radioactives peuvent constituer un danger principalement lorsqu'elles parviennent en quantité suffisante dans la biosphère et finalement dans le corps de l'homme. A cet égard, elles ne se différencient pas des poisons chimiques – les deux doivent être isolés de la biosphère.

Par opposition aux déchets chimiquement toxiques qui sont habituellement stockés sous surveillance dans des dépôts contrôlés pour déchets spéciaux, le concept suisse de l'élimination des déchets nucléaires prévoit, conformément aux exigences légales, une élimination sûre des déchets radioactifs dans des dépôts de stockage définitif. A cet égard, un dépôt de stockage définitif doit être conçu de sorte à ce que l'on puisse renoncer, après son scellement, aux mesures de contrôle et de surveillance, tout en garantissant la protection et la sécurité de la population. Cet objectif peut être atteint en recourant de manière conséquente au principe des barrières de sécurité multiples: plusieurs mécanismes de confinement et de rétention sont installés les uns derrière les autres, de sorte qu'en cas de défaillance d'une barrière de sécurité, d'autres restent toujours efficaces.

Lors de la diminution spontanée de la toxicité due au rayonnement, on peut distinguer deux phases:

Au début, les déchets sont fortement radiotoxiques, et un confinement étanche doit les tenir entièrement à l'écart de la biosphère. Pour les déchets de faible et de moyenne activité, cette phase dure quelques centaines d'années. Conformément au concept d'élimination, le confinement complet doit être déjà garanti par des barrières techniques.

Pendant la seconde phase qui suit, la radiotoxicité des déchets tombe en-dessous du niveau de diverses substances radioactives que l'on trouve dans la nature, comme par exemple le minerai d'uranium. Pour les déchets de faible et de moyenne activité que ne contiennent que des quantités limitées de radionucléides de longue durée de vie, cette phase dure quelques centaines à quelques milliers d'années. Les mécanismes de protection des dépôts de stockage définitif ne doivent plus garantir, dans cette phase d'isolation additionnelle, de confinement complet, mais seulement -tout comme pour les substances naturellement radioactives -limiter l'entrée des déchets dans la biosphère à des quantités non dangereuses. En plus des mécanismes techniques de rétention, cet objectif doit être atteint par des mécanismes de rétention additionnels naturels, c'est-à-dire géologiques.

Le présent rapport traite de l'élimination des déchets de faible et de moyenne activité. Leur confinement est garanti par incorporation des déchets dans du béton, du bitume ou des matières plastiques, placés ensuite dans des fats d'acier ou de grands conteneurs qui sont emmagasinés dans des cavernes rocheuses recouvertes par au moins 100 mètres de roche. Les espaces vides et les accès au dépôt sont plus tard colmatés avec par exemple du béton et scellés. Pour une tonne de matériau de solidification en béton, on n'a que quelques grammes de matières radioactives.

La voie critique du rejet de radioactivité d'un dépôt final vient du transport avec de l'eau, à travers les couches rocheuses, de radionucléides éventuellement lixiviés depuis les déchets jusque vers la biosphère. Le site d'un dépôt final doit de ce fait être choisi, de sorte que les barrières de sécurité naturelles géologiques présentes sur le site puissent empêcher de manière efficace un tel rejet. Conviennent donc des roches dans lesquelles la quasi siccité des cavernes de dépôt ou une longue durée de migration dans la biosphère sont dues à la faible perméabilité naturelle de la roche elle-même ou de sa couverture.

La Cédra a d'abord déterminé quels étaient les types de roches d'accueil possibles en fonction des exigences géologiques et elle a ensuite, dans les années 1978 à 1981, évalué en tout 100 régions de site potentielles, à savoir 23 dans l'anhydrite des Alpes, 15 dans les marnes et les roches argileuses des Alpes, 25 dans l'argile à Opalinus (Opalinuston) du Jura, 23 dans des formations de calcaire recouvert par une roche étanche à l'eau et 14 régions de site dans le cristallin.

Les gisements ont été évalués d'aprés leur étendue spatiale, l'imperméabilité à l'eau de la roche, la situation de la nappe phréatique, l'aptitude à la construction de galeries, le caractère prévisible de transformations géologiques futures et les connaissances déjà acquises, ou encore l'envergure des travaux de sondage nécessaires. Les résultats ont été publiés dans le volumineux rapport de la Cédra en deux parties NTB 81-04, de novembre 1981. Ils ont conduit à la sélection de 20 régions de site potentielles du choix plus restreint, pour lesquelles on a procédé à des études préliminaires additionnelles, non soumises à autorisation, dont le but consistait en une autre limitation des possibilités de site. Le présent rapport renferme la présentation résumée de ces études préliminaires. Ces dernières ont conduit à la sélection de trois sites qui entrent en question pour une appréciation encore plus détaillée par le biais de travaux des sondages soumis à autorisation.

Le critère d'appréciation suprême pour cette sélection est constitué par la sécurité offerte par les formations géologiques concernées. Viennent s'ajouter des critères d'ordre plus technico-pratique et économique, sans oublier bien sûr les aspects importants relatifs à l'aménagement du territoire et à l'environnement. L'évaluation est rendue difficile par le fait qu'il faille tirer des conclusions en ce qui concerne l'aptitude du site sur la base de documents de décision nécessairement incomplets – vu que l'information ne peut être complétée que par le biais des analyses de sondage soumises à une autorisation.

Les études préliminaires approfondies de 1982/83 ont été entreprises en deux phases:

Dans une première phase, la documentation géologique et hydrogéologique a été complétée de sorte à permettre une meilleure comparaison également des régions de site dans diverses roches d'accueil. Les critères de sécurité ont été encore améliorés par rapport au niveau du NTB 81-04, l'appréciation des possibilités de perturbations exogènes (provoquées par des influences extérieures) spécifiques à un site a fait l'objet d'une nouvelle étude.

Pour l'appréciation des possibilités de réalisation en matière de construction, des études de projet indépendantes du site, mais toutefois spécifiques à la roche d'accueil, ont été élaborées. Les critères de la planification du territoire et de la protection de l'environnement ont été détaillés, et on a procédé à une première évaluation.

C'est sur la base des travaux de la première phase que les régions de site de Glaubenbüelen, Büls, Fallenflue, Mouron et Mont Aubert ont vu leur étude ajournée pour des raisons géologiques, les sites d'argile à Opalinus (Opalinuston) de Randen et Les Coperies en raison de problèmes de construction, et Mayens de Chamoson suite a des réflexions en matière de planification du territoire. La région de site de Chaistenberg-Strick, pour laquelle des informations complémentaires seront fournies dans le cadre du programme régional de recherches KRISTAL (en relation avec le dépôt de stockage définitif de type C pour déchets de haute activité), a été également mise de côté en tant que cas spécial.

Dans la seconde phase, on a sélectionné les variantes de réalisation (zones de portail, dépôts pour matériel d'excavation) les plus opportunes pour les 11 sites restants les plus prometteurs, et on a dressé des listes des lacunes des connaissances les plus importantes restant encore à combler. En tenant compte des données manquantes, des programmes cadres ont été établis pour d'éventuels travaux de sondage à venir, et on a évalué le temps et les dépenses nécessaires à cela. Par ailleurs, on a élaboré pour chacun des 11 sites un projet général de construction et reprocédé à l'appréciation de la planification du territoire.

Le résultat final est dressé dans le tableau 6, aux pages 95 et 96 du volume 1. Dans un examen attentif des avantages et des inconvénients de chaque site, la Cédra a procédé à la répartition suivante pour leur étude ultérieure:

Région de site dont l’étude est à poursuivre en première priorité

• Bois de la Glaive (anhydrite)
• Oberbauenstock (marne valanginienne)
• Piz Pian Grand (cristallin)

La Cédra a l'intention, en un premier temps, de poursuivre ses recherches de manière parallèle pour chacune de ces trois régions de site, d’établir des programmes de travail pour des sondages géologiques et, dans la mesure où les travaux de détail ne poseront pas de problèmes imprévus, de déterminer les conditions qui règnent dans la roche d'accueil par la construction de galeries des sondage. Etant donné que la construction de galeries qui est prévue constitue une mesure préparatoire en vue de l'aménagement d'un dépôt de déchets radioactifs au sens de l’Ordonnance du Conseil fédéral du 24 octobre 1979, la Cédra soumettra des requêtes correspondantes aux autorités compétentes.

Pour l'une de ces régions de site, à savoir celle pour laquelle on dispose actuellement des meilleures connaissances, les travaux se sont encore concrétisés dans le sens d'un rapport de sécurité, en perspective du projet “Garantie”. Mais cela ne préjuge en rien du choix du site futur du dépôt de stockage définitif.

Région de site dont l’étude est à poursuivre en deuxième priorité

• Le Montet (anhydrite)
• Niderbauen (marne d’Amden)
• Schaffans (schiste de Verrucano)
• Castilun (calcaire recouvert de Quinten)
• Chaistenberg-Strick (cristallin)

Il faudra recueillir davantage d'informations sur ces regions de site et éventuellement procéder à des études préliminaires complémentaires qui ne sont pas soumises à l'obligation de requête. Sous réserve de l'aptitude des régions des site de première priorité, des travaux de sondage ne sont pas prévus dans ce groupe.

L'étude des autres sites restants a été ajournée. Les résultats de l'évaluation de 1982/83 confirment pour l'essentiel la sélection préliminaire du NTB 81-04. Aucun des 20 sites n’était "insuffisant” du point de vue de la totalité des critères de sécurité. Cela permit en somme d’abord d'évaluer aussi les critères de réalisation secondaires. Les seules appréciations "insuffisant" ont dû être notées pour l'aptitude à la construction des sites d'argile à Opalinus (Opalinuston) de Randen et Les Coperies.

Les cinq différents concepts géologiques (groupes de roche d'accueil) ont mis en évidence quelques différences en dépit de leur aptitude fondamentale: dans les groupes d’anhydrite, de marne et de cristallin, un ou plusieurs sites ont pu être taxés de "bon" en ce qui concerne la sécurité nucléaire; dans les groupes d’argile à Opalinus (Opalinuston) et des formations recouvertes, la meilleure appréciation est dans chaque cas "moyen".

A l'intérieur de chaque groupe de roche d'accueil, on a pu établir, sur la base des critères de sécurité, un ordre évident dans l'aptitude des sites: les sites les mieux appropriés des trois meilleurs concepts de roche d'accueil ont donc pu être logiquement classés dans le groupe de première priorité.

Pour l'élimination des déchets de faible et de moyenne activité, seul un dépôt définitif du type dit B sera finalement nécessaire. Les études préliminaires et travaux de sondage complémentaires prévus ont pour but de sélectionner pour ce dépôt définitif du groupe de première priorité le site dont l'aptitude est optimale. Le calendrier des travaux ultérieurs de la Cédra s'oriente vers une mise en exploitation du dépôt de stockage définitif de type B au plus tôt pour 1995.