HotBENT, un essai à grande échelle
Dans le dépôt, les déchets de haute activité et les assemblages combustibles usés dégageront de la chaleur dans les galeries de stockage. L’essai HotBENT au sein du laboratoire souterrain du Grimsel vise à étudier le comportement des barrières lorsque celles-ci sont exposées à des températures élevées dans une galerie de stockage. Le dégagement de chaleur est ici simulé à l’aide de corps de chauffe.
Les études portent spécifiquement sur un matériau argileux, la bentonite, qui sera utilisé pour remblayer les galeries du dépôt. La bentonite possède des propriétés analogues à celles de l’Argile à Opalinus : elle empêche l’eau d’entrer en contact avec les déchets radioactifs, lie les substances radioactives et les confine. Elle constitue donc l’une des barrières techniques du dépôt en profondeur.
Le nom de l’essai l’indique : il s’agit d’exposer la bentonite à la chaleur. Soumise à une température trop élevée, ses propriétés de confinement risquent en effet d’être affectées. Cet essai montrera à quelles températures la bentonite peut résister sans perdre ses qualités et ce qui se passe lorsque la chaleur augmente. Les résultats obtenus par HotBENT viendront compléter les connaissances acquises sur la bentonite et sur la conception du dépôt.
essai TS
« TS » est l’abréviation de « Testen von Tunnelstützsystemen im Opalinuston » : il s’agit donc de tester des systèmes de soutènement pour les tunnels creusés dans l’Argile à Opalinus.
Pour aménager un dépôt en profondeur, il faut creuser des galeries dans l’Argile à Opalinus. En raison de sa malléabilité, la roche argileuse présente des défis techniques spécifiques lors de la construction de galeries souterraines (contrairement au granite, plus stable). Les essais en cours au laboratoire souterrain du Mont Terri, dans le Jura, ont pour but de déterminer la meilleure façon de creuser les galeries et le meilleur type de soutènement et de revêtement des parois.
Pour l’essai TS, trois sections de galerie ont été creusées dans l’Argile à Opalinus, puis renforcées avec des arcs en acier (voir photos) et du béton projeté. L’expérience permet de mieux comprendre le comportement de l’Argile à Opalinus ainsi que l’efficacité des systèmes de soutènement durant l’excavation d’une galerie souterraine. Les scientifiques cherchent à anticiper la réaction de l’Argile à Opalinus face aux influences externes, ainsi qu’à identifier les systèmes de soutènement les plus aptes à résister à la pression exercée par le terrain. Ces données sont indispensables pour planifier le renforcement des parois des galeries dans un futur dépôt en profondeur.
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essai GAST
Dans un dépôt en profondeur, la corrosion des métaux et la décomposition des matières organiques génèrent des gaz tels que l’hydrogène, le dioxyde de carbone ou le méthane. Ceux-ci pourraient affecter les barrières de sûreté si la pression devenait trop forte.
Le gaz peut s’échapper à travers les parois de la galerie dans la roche argileuse environnante. De plus, des processus se déroulent et consomment du gaz. Le gaz peut également se propager à l’intérieur d’un secteur du dépôt, le long des cavernes, galeries et tunnels remblayés, ce qui évite une montée de la pression. Des scellements de galeries perméables aux gaz facilitent leur circulation. La formation, la dégradation et le transport des gaz sont des processus lents qui font l’objet d’une série d’essais.
Dans l’essai à grande échelle GAST au laboratoire souterrain du Grimsel, un scellement perméable au gaz est testé depuis 2012. Le scellement est composé d’un mélange de sable et d’argile. Les examens portent en particulier sur les phénomènes de saturation et le transport contrôlé de gaz à travers le matériau de remblai, dans des conditions réalistes. Il s’agit également de tester la faisabilité de tels ouvrages de scellement sur le plan technique.
essai FE
L’essai « Full-Scale Emplacement » (abrégé essai FE), réalisé au laboratoire souterrain du Mont Terri, a pour but de réunir des expériences pratiques en vue du futur dépôt en profondeur de déchets de haute activité. La galerie de stockage longue de 50 m contient trois conteneurs de stockage contenant des corps de chauffe, lesquels simulent la production de chaleur par les déchets de haute activité et les assemblages combustibles usés. La galerie a été étanchéifiée et remblayée à l’aide de bentonite. Les dimensions et les processus de travail correspondent à ceux du futur dépôt en profondeur. Les mesures portent sur les effets de la chaleur sur le comblement de la galerie (bentonite) et sur les roches environnantes (Argile à Opalinus).
La galerie et les roches environnantes ont été truffées de centaines d’instruments de mesure. Ainsi, les variations les plus infimes de température, d’humidité ou de pression dans la bentonite et les roches environnantes sont enregistrées, tout comme les éventuelles déformations et la composition des gaz. Environ un million de valeurs mesurées sont recueillies chaque jour. Elles permettent d’ajuster les modèles et les simulations numériques, et d’effectuer différents calculs pour le dépôt en profondeur.
Cet essai permet également aux scientifiques de tester les processus de mise en place des déchets et de comblement des galeries dans un futur dépôt en profondeur.
Photo (haut de la page): Maria Schmid