Technical Report NTB 82-03

L'énergie nucléaire a soulevé de nouvelles et d'intéressantes questions quant à la gestion et à l'évacuation des déchets radioactifs. Le traitement et l'élimination de ces déchets impliquent à la fois des considérations d'environnement et des problèmes techniques de procédés. L'importance toujours plus grande donnée à l'environnement a mis en relief la stabilité à long terme du ciment et du béton dans les conditions prévalant dans un dépôt souterrain de ces déchets.

Une brève description des données scientifiques de base relatives au ciment et au béton est présentée. Elle est suivie d'une discussion de la stabilité structurelle de ces derniers, de la corrosion des parties de renforcement, des conditions pouvant régner dans un site de dépôt potentiel en Suisse et enfin de l'influence de ce milieu sur le ciment et le béton. L'accent a été placé sur les effets de température et de pression ainsi que sur ceux dus aux eaux souterraines en milieu réducteur.

Les compositions de ciment pour l'immobilisation des déchets radioactifs sont briêvement commentées du point de vue de la compatibilité du mécanisme de cimentation avec les déchets, de la lixiviation et de la résistance chimique et mécanique.

La stabilité à long terme du béton, quant à sa modification chimique, son comportement structurel et son intégrité mécanique, est considérée dans une première période de 0 à 100 ans et dans une deuxième période de 100 à 10'000 ans. Des suggestions sont faites pour un travail futur qui fournirait des informations essentielles pour une prédiction plus précise du comportement à long terme du ciment et du béton utilisés dans un dépôt.

Les conclusions suivantes qui en sont tirées forment une base de référence pour le choix du ciment et du béton destinés à l'isolation des déchets:

• Le ciment devrait être du type résistant au sulphate et à faible chaleur, avec un contenu relativement élevé en C₂S. Ceci réduit le risque de fissure induite thermiquement pendant la prise. La résistance à long terme tend aussi à être plus élevée pour ce type de ciment.
• Un aggrégat à haute résistance et faible perméabilité ne doit pas contenir des minéraux qui réagissent avec la préparation de ciment et qui forment des produits nuisibles à haute pression et température.
• Le rapport eau-ciment devrait être de préférence aussi bas que possible puisqu'il influence la structure en gel et pores du béton et par là de façon significative sa stabilité et sa résistance.
• L'utilisation d'additifs devrait être évitée à moins que l'effets de ces derniers sur la stabilité à ong terme du ciment et du béton soient exactement connus. Beaucoup d'additifs donnent lieu à des effets multiples; une grande précaution est donc nécessaire lors du choix d'un additif pour une application particulière à un site de dépôt.
• La composition des produits de mélange devrait être soigneusement choisie afin de produire un béton dense et de haute qualité, minimisant l'infiltration d'eaux souterraines. Des exigences strictes sur la prise du béton sont à ormuler pour maintenir son intégrité sur de très longues durées.
• Le ciment peut aussi être utilisé pour la solidification de déchets faiblement et moyennement radioactifs ainsi que pour celle de déchets hautement radioactifs s'ils sont agés. Les avantages du ciment sont d'être un matériau bon marché, à basse température de formation, et dont le procédé d'utilisation est simple. Les déchets conditionnés en béton montrent une stabilité thermique, chimique, physique et radiolytique relativement acceptable.