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.
