Technical Report NTB 12-05

Comparison of Sorption Measurements on Argillaceous Rocks and Bentonite with Predictions Using the SGT-E2 Approach to Derive Sorption Data Bases

Au cours de l'étape 1 du plan sectoriel « Dépôts en couche géologiques profondes », quatre roches d'accueil potentielles ont été identifiées. Il s'agit d'une part des argiles à Opalinus (pour les dépôts destinés aux déchets de haute activité (DHA) et aux déchets de faible et de moyenne activité (DFMA) et d'autre part du 'Dogger brun' ('Brauner Dogger'), des Couches d'Effingen et des formations marneuses de l'Helvétique (dépôt DFMA seulement).Pour les analyses de sûreté préliminaires, des bases de données de sorption sont requises pour chacune de ces roches d'accueil potentielles, comprenant toutes les combinaisons possibles des différentes compositions minéralogiques et chimiques des eaux interstitielles. Des bases de données de sorption sont également nécessaires pour les formations rocheuses « encaissantes » situées en dessous de la couche des argiles à Opalinus, ainsi que pour la bentonite compactée utilisée comme remblais dans le dépôt profond pour DHA.

Une méthode détaillée a été mise au point pour l'élaboration de bases de données de sorption génériques pour les formations argileuses (et la bentonite) à partir de données de sorption expérimentales obtenues pour l'illite (et la montmorillonite), l'hypothèse que le degré de sorption est fortement lié à la teneur en phyllosilicates type 2:1 et en appliquant une série de facteurs de conversion qui prennent en compte la spéciation des radionucléides dans les différentes eaux interstitielles.

Etant donnée la relative nouveauté de cette méthode, il s'agissait de trouver un moyen d'en démontrer la validité, la robustesse et le degré de fiabilité des valeurs de sorption dérivées. A cet effet, et c'est l'objet du présent rapport, on a comparé des valeurs de sorption dérivées selon cette procédure à celle obtenues expérimentalement.

Des isothermes de sorption ont été mesurées pour des métaux Cs(I), Co(II), Ni(II), Eu(III), Th(IV) and U(VI), pour des roches de différentes compositions minéralogiques et dans différentes eaux interstitielles. Au final, 53 isothermes ont été mesurées. Pour chaque isotherme, la valeur de sorption a été calculée à des concentrations traces par le biais de la méthode décrite et comparée à la valeur obtenue expérimentalement.

Cette comparaison détaillée montre que la méthode utilisée est applicable aux différentes formations argileuses ainsi qu'à la bentonite et que les valeurs obtenues ont un haut degré de fiabilité.