Technical Report NTB 19-03

Bentonite backfill performance in a high-level waste repository:a geochemical perspective

La bentonite est un matériau naturel largement utilisé dans les contextes les plus divers. Ses bonnes pro­priétés d’étanchéité font de la bentonite compactée un matériau privilégié par plusieurs pays pour le remblayage des tunnels destinés au stockage des déchets de haute activité. Au sein du système de sûreté du dépôt, le remblai de bentonite a pour principales fonctions (i) de protéger et d'isoler les conteneurs contenant les déchets et (ii) de retenir et de retarder les radionucléides suite à la perte d’intégrité des conteneurs.

Les concepts actuels de dépôt mettent en œuvre la bentonite compactée sous diverses formes (selon Nagra 2016) :

  • des blocs et des granulés de bentonite compactée comme matériau de comblement autour des conte­neurs d’éléments combustibles usés et de déchets de haute activité
  • un mélange sable-bentonite dans le système ouvragé de transport des gaz (Engineered Gas Transport System ou EGTS)
  • des granulés et/ou des blocs de bentonite dans d'autres structures assurant l’étanchéité et la fermeture du dépôt.

L'objectif principal du présent rapport est d'étudier dans quelle mesure les propriétés de la bentonite peuvent être affectées par les processus et phénomènes géo­chi­miques induits par le dépôt. A cet effet, on utilise une série d’attributs qui reflètent les exigences posées au remblayage en matière de sûreté, ainsi que des valeurs préférentielles pour les paramètres qui quantifient ces attributs.

Le rapport conclut que l’efficacité du remblai de bentonite en tant que barrière hydraulique, méca­nique et chimique, en mesure de protéger le conteneur et de ralentir le relâchement des radio­nucléides, est large­ment attestée sur le plan scientifique. Au cours des dernières décennies, les propriétés de la bentonite ont fait l'objet d'études approfondies de la part d'une vaste commu­nauté internationale, dans le cadre d'expé­riences de laboratoire à petite et à grande échelle, dans des conditions réalistes dans les laboratoires sou­ter­rains, par le biais d’analogues naturels et sur la base de considérations théoriques. Les résultats de ces études permettent de conclure que, dans les conditions de dépôt prévues, la bentonite conservera d’une façon générale les propriétés requises, telles qu'une pression de gonflement élevée, une faible conduc­ti­vité hydraulique, etc.

On s’attend à ce que les performances de la bentonite soient affectées aux interfaces, soit avec le revê­tement en ciment, soit avec le conteneur. Dans l’état actuel des connaissances, ceci ne remet toute­­fois pas en ques­tion l’usage de la bentonite en tant que remblai ou matériau de fermeture. 

Le présent rapport contient également des recommandations relatives aux études nécessaires pour réduire encore les incertitudes qui subsistent quant à l'évolution de la barrière de bentonite dans les conditions du dépôt.

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version papier, anglais CHF 20,00
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