Les forages profonds
Les forages profonds permettent d’observer directement le sous-sol géologique et sa structure. De 2019 à 2022, dans le cadre de la campagne de forage profond, la Nagra a examiné les couches rocheuses des sites d’implantation Jura-est, Nord des Lägern et Zurich nord-est.
La Nagra a exploré le sous-sol géologique du nord de la Suisse à l’aide de nombreuses méthodes, dont les forages profonds : ils ont été menés pendant trois ans sur les sites Jura-est, Nord des Lägern et Zurich nord-est. Ces trois domaines d'implantation ont été étudiés de manière approfondie dans le cadre de l’étape 3 du plan sectoriel « Dépôts en couches géologiques profondes ».
Le plan sectoriel « Dépôts en couches géologiques profondes » régit la recherche de sites aptes à accueillir un dépôt en couches géologiques profondes en Suisse.
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Analyse en profondeur
Une tour de forage a été utilisée pour forer à plusieurs centaines de mètres de profondeur. Grâce à cette campagne de forage approfondie, la Nagra a pu remonter à la surface de nombreux échantillons de roche sous forme de carottes et les analyser. Des parties des carottes de forage ont été envoyées dans des laboratoires du monde entier pour des analyses supplémentaires.
Des mesures effectuées dans le trou de forage lui-même ont permis de faire des déductions concernant les conditions régnant sous terre. Dans chaque forage réalisé sur les domaines d’implantation, un dispositif de surveillance à long terme a été intégré.
Compléter les connaissances sur le sous-sol (en allemand)
Des forages ont été effectués dans ces roches
L’Argile à Opalinus, à savoir la formation dans laquelle sera construit un jour le dépôt en profondeur, ainsi que les roches argileuses se situant en dessous et au-dessus, ont fait l’objet d’une attention particulière. Les examens ont notamment porté sur l’épaisseur, la densité et la composition exacte de ces barrières de sûreté géologiques, qui ont pour rôle de confiner les déchets.
À quoi servent les forages profonds ?
Les données acquises lors des forages profonds permettent à la Nagra de compléter les connaissances sur les caractéristiques du sous-sol, enrichissant ainsi la compréhension géologique indispensable à la démonstration de la sûreté à long terme du dépôt en couches géologiques profondes.
La comparaison des sites potentiels requiert également des connaissances solides. Grâce à cette comparaison, la Nagra fut en mesure de proposer le site le plus apte à accueillir un dépôt en couches géologiques profondes.
Le sous-sol de la Suisse septentrionale a fait l’objet d’investigations approfondies
Dans le cadre de la recherche de sites pour un dépôt en profondeur, la Nagra a déjà effectué huit forages profonds entre 1982 et 1999. Ceux-ci ont atteint une profondeur comprise entre 1000 et 2500 mètres.
De 2019 à 2022, neuf autres forages profonds sont venus s’ajouter à cette première série, à savoir dans les communes de Bözberg, Stadel (2 forages profonds chacun), Bachs, Bülach, Marthalen, Trüllikon et Rheinau. La Nagra a ainsi pu compléter ses connaissances sur les formations rocheuses constituant le sous-sol du nord de la Suisse.
Les 9 forages profonds de 2019 à 2022
Forage de Bülach
Le forage de Bülach était le premier forage profond réalisé dans la région d’implantation du Nord des Lägern, dans le cadre de l’étape 3 de la recherche d’un site.
Forage de Stadel-3
Le forage de Stadel-3 était le deuxième forage profond réalisé dans la région d’implantation du Nord des Lägern, dans le cadre de l’étape 3 de la recherche d’un site.
Forage de Stadel-2
Le forage de Stadel-2 était le troisième forage profond réalisé dans la région d’implantation du Nord des Lägern, dans le cadre de l’étape 3 de la recherche d’un site.
Forage de Bachs-1
Le forage profond de Bachs était le quatrième forage profond réalisé dans la région d’implantation du Nord des Lägern, dans le cadre de l’étape 3 de la recherche d’un site.
Forage de Trüllikon-1
Le forage de Trüllikon était le premier forage profond réalisé dans la région d’implantation de Zurich nord-est, dans le cadre de l’étape 3 de la recherche d’un site.
Forage de Marthalen
Le forage de Marthalen était le deuxième forage profond réalisé dans la région d’implantation de Zurich nord-est, dans le cadre de l’étape 3 de la recherche d’un site.
Forage de Rheinau-1
Le forage de Rheinau était le troisième forage profond réalisé dans la région d’implantation de Zurich nord-est, dans le cadre de l’étape 3 de la recherche d’un site.
Forage de Bözberg-1
Le forage de Bözberg-1 était le premier forage profond réalisé dans la région d’implantation de Jura-est, dans le cadre de l’étape 3 de la recherche d’un site.
Forage de Bözberg-2
Le forage de Bözberg-2 était le deuxième forage profond réalisé dans la région d’implantation de Jura-est, dans le cadre de l’étape 3 de la recherche d’un site.
Surveillance à long terme dans les puits de forage
Durant la campagne de forage profond, un programme dit d’hydrotesting a été effectué. Les propriétés hydrauliques des aquifères, des roches encadrantes et des Argiles à Opalinus ont notamment été étudiées.
Afin de caractériser également les conditions non perturbées, des mesures supplémentaires sur de longues périodes sont nécessaires. Dans le cas du forage profond Stadel-3, il est certain que ces mesures seront effectuées sur plusieurs décennies. Un système similaire est d’ailleurs installé depuis 1999 dans le forage de Benken.
Les nouveaux systèmes permettent également de mesurer des profils de température à l’aide de la fibre optique. Les systèmes de surveillance à long terme participent dès aujourd’hui à la surveillance du futur dépôt en profondeur.
Qu’est-ce qui est mesuré ?
Les mesures servent avant tout à observer les eaux souterraines dans les couches aquifères, dans un état non perturbé, à savoir quelque temps après les opérations de forage. Elles viendront compléter les informations tirées du forage lui-même.
Les données provenant de la surveillance à long terme ne sont pas déterminantes pour la sélection du site d’implantation, mais servent à documenter l’état initial. C’est pourquoi la Nagra met en place de tels systèmes de surveillance dans chacun des trois domaines d’implantation potentiels. Les données recueillies pourront à l’avenir être utilisées également pour la surveillance des eaux souterraines lors de la construction et de l’exploitation du dépôt en profondeur.
Différents capteurs sont installés à différentes profondeurs dans le trou de forage existant, afin de mesurer par exemple la température et la pression de l’eau dans les différentes couches rocheuses. Les sections faisant l’objet de mesures sont isolées à l’aide de bouchons gonflables appelés « packers » (voir photo à droite).
Pour le fonctionnement et la maintenance des systèmes de mesure, la cave de forage (une cave bétonnée de 3 sur 5 mètres environ) sera conservée pendant quelque temps.
Où se trouvent actuellement les carottes de forage ?
Dans les archives des carottes de forage à Mellingen (AG). Si les archives sont un espace dédié à la science, elles restent ouvertes à tous et ne se limitent pas au monde scientifique. Tous ceux qui souhaitent se faire une idée du sous-sol du nord de la Suisse peuvent s’y rendre : La Nagra propose des visites guidées gratuites à partir de dix personnes. Une petite exposition offre un aperçu de la géologie du nord de la Suisse ainsi que des trésors géologiques les plus intéressants des archives.