Technischer Bericht NTB 08-04

Le 2 avril 2008, le Conseil fédéral a approuvé la conception générale du plan sectoriel "Dépôt en couches géologiques profondes" (ci-après: "plan sectoriel"), préparée par l'Office fédéral de l'Energie (OFEN) et régissant en détail la procédure de sélection des sites de stockage en couches profondes pour les déchets de faible et de moyenne activité (DFMA) d'une part, et des déchets de haute activité (DHA), d'autre part.

Selon la conception générale du plan sectoriel, la procédure de sélection des sites de stockage en Suisse doit comporter trois étapes. La première étape vise à identifier un ensemble de domaines d'implantation géologiques, à l'intérieur desquels la sélection des sites de dépôts sera progressivement affinée au cours des étapes ultérieures. A l'issue des 2e et 3e étapes, on aboutira ainsi à la définition des sites pour la réalisation des dépôts en couches géologiques profondes et à l'octroi des autorisations générales. En vertu du plan sectoriel, les producteurs de déchets sont tenus de soumettre dans un premier temps des propositions de domaines d'implantation géologiques qui auront été déterminés sur la base des critères et indications formulés dans la conception générale.

Les propositions de domaines d'implantation géologiques pour les dépôts de DFMA et DHA, identifiés par la Nagra sur mandat des producteurs de déchets pour la première étape de la procédure du plan sectoriel, sont détaillées dans un rapport (Nagra 2008a). Celui-ci expose la procédure et les arguments qui ont conduit à ces propositions, en conformité avec les critères et indications formulés dans le plan sectoriel pour la première étape de son application. Il est notamment complété par le présent rapport, qui détaille le contexte géoscientifique sur lequel sont basés les résultats obtenus par la procédure de sélection des sites.

Pour déterminer le contexte géoscientifique, les travaux de reconnaissance en rapport avec le stockage géologique des DHA et des DFMA réalisés par la Nagra ont été tout d'abord passés en revue (programmes d'investigations "Roches cristallines" et "Argiles à Opalinus" dans le Nord de la Suisse, campagnes de reconnaissance sur les sites de stockage potentiels pour DFMA dans les Alpes, travaux de recherche dans les laboratoires souterrains dans les formations cristallines et argileuses). Par ailleurs, de nouvelles études géologiques d'envergure ont été effectuées pour la procédure de sélection des sites:

• Une représentation des conditions géologiques en Suisse basée sur les publications scientifiques les plus récentes.
• Un inventaire des roches sédimentaires en Suisse sur la base de 27 profils stratigraphiques combinés. 
• Une réévaluation à grande échelle des données issues de différentes campagnes de mesures sismiques effectuées par la Nagra et des tiers, sur base numérique et avec une conversion de la profondeur standardisée. Ceci a permis d'élaborer des modèles numériques de terrain à la surface correspondant aux niveaux tertiaire, Malm et Argiles à Opalinus en tenant compte de données de surface complémentaires et d'un important ensemble de données issues de forages. 
• L'élaboration d'un modèle numérique de terrain correspondant à la surface du soubassement rocheux (niveau quaternaire) sur le Plateau central et oriental, sur la base de plusieurs milliers de forages et d'autres informations. 
• La compilation de toutes les données disponibles concernant la conductivité hydraulique et composition de l'eau interstitielle des roches d'accueil potentielles. 
• La réalisation et l'analyse d'études complémentaires (études minéralogiques, tests hydrauliques, analyse des eaux interstitielles) dans des forages de tiers localisés dans des roches d'accueil potentielles.
• Dans les laboratoires souterrains de la Nagra, la poursuite des expériences en cours et lancement de nouveaux tests.
• La collaboration internationale et le suivi scientifique et technique des projets de stockage à l'étranger.

Les résultats des recherches géologiques postérieures à l'étude de faisabilité du stockage („Entsorgungsnachweis") et entrant en ligne de compte pour la première étape du plan sectoriel sont rassemblés dans une cinquantaine de rapports de référence, dans plusieurs articles publiés dans des revues scientifiques et dans de nombreux rapports relatifs aux projets des laboratoires souterrains (en particulier celui du Mont Terri).

Selon la procédure de plan sectoriel, l'élaboration des propositions de domaines d'implantation géologiques doit se faire en cinq phases:

• La phase 1 consiste à répartir les déchets entre les dépôts pour DFMA et DHA, l'inventaire devant prévoir aussi des réserves pour des développements futurs.
• La phase 2 vise à définir, en tenant compte de cette répartition, les concepts de barrières et de sûreté pour les deux dépôts. Dans la perspective de l'évaluation des sites d'implantation géologiques, il s'agit ensuite de définir les objectifs et exigences quantitatifs et qualitatifs qui s'appliquent aux barrières géologiques. Il y va en particulier de la période à considérer, des besoins en espace du dépôt, des propriétés de la roche d'accueil (profondeur, épaisseur, extension latérale, conductivité hydraulique), de la stabilité à long terme, de la fiabilité des prévisions géologiques et de la faisabilité technique.

Un rapport séparé (Nagra 2008b) est consacré aux deux premières phases. Les phases 3 à 5 portent sur l'évaluation des options géologiques et font l'objet du présent rapport, qui expose les données de base et les principaux aspects à prendre à compte du point de vue géoscientifique:

• La phase 3 a pour but l'évaluation de la situation géotectonique à large échelle et la définition des unités retenues pour la suite de la procédure. Dans le cas du dépôt pour DFMA - pour lequel l'analyse de sûreté à long terme prend en compte une période de 100'000 ans -, si l'on se place du point de vue de la stabilité géologique en Suisse, aucune unité géotectonique n'est jugée inadaptée dans son ensemble et par conséquent aucune unité ne peut être écartée. Lors du choix de l'emplacement des cavernes de stockage, il est toutefois nécessaire, sur le plan régional et local, d'éviter les zones critiques afin d'assurer la sûreté à long terme. Le dépôt pour DFMA nécessite un espace relativement restreint et l'on dispose d'une marge de manœuvre assez grande pour la disposition des cavernes de stockage. De ce fait, aucune unité ne peut être écartée sur la base des caractéristiques spatiales, bien que des différences non négligeables existent au niveau du démembrement tectonique et par conséquent de l'étendue des zones appropriées. Dans le cas du dépôt pour DHA - pour lequel l'analyse de sûreté à long terme prend en compte une période de 1 million d'années - les conditions relatives à la stabilité à long terme (en particulier les phénomènes de soulèvement et d'érosion au cours de la période considérée) imposent d'écarter les régions alpines. Par ailleurs, la stabilité géologique à long terme du Jura plissé, du Jura tabulaire occidental et de la zone subjurassique occidentale est sujette à caution. De plus, l'étendue des zones appropriées dans ces trois unités étant insuffisante en raison du démembrement tectonique, elles ne peuvent pas être prises en compte pour la construction d'un dépôt pour DHA.
• La phase 4 consiste à sélectionner les roches d'accueil prioritaires au sein des unités retenues. Cette démarche progressive aboutit aux résultats suivants: pour le dépôt DFMA, on propose les Argiles à Opalinus et les 'formations encaissantes' (c.à.d. les roches environnantes), la série de roches argileuses 'Brauner Dogger' (ou 'Dogger brun') et les formations encaissantes, les couches d'Effingen ('Effinger Schichten') et les formations marneuses de l'Helvétique; pour le dépôt DHA, on retient les Argiles à Opalinus et les formations encaissantes. Les roches cristallines, de même que les roches argileuses de la Molasse d'eau douce inférieure et supérieure, remplissent les conditions nécessaires pour être considérées comme roches d'accueil potentielles. Toutefois, leurs propriétés sont très variables, ce qui rend l'exploration difficile: de ce fait, elles n'ont pas été retenues. De plus, dans le cas des formations molassiques, la perméabilité hydraulique horizontale est relativement haute en raison d'inclusions gréseuses, ce qui constitue une raison supplémentaire pour les écarter. 
• La phase 5 consiste à évaluer la configuration des roches d'accueil prioritaires au sein des unités retenues: des zones préférentielles - situées à une profondeur appropriée et présentant une épaisseur et une extension latérale suffisantes - sont délimitées au sein de ces unités, en tenant compte d'éléments géologiques (zones de fracturation régionales, surcreusements glaciaires, zones présentant des indices de démembrement tectonique important, zones à éviter d'un point de vue conceptuel (néotectonique)). Ces zones préférentielles servent ensuite de base pour délimiter des domaines géologiques d'implantation. Certains domaines comprennent plusieurs zones préférentielles et parfois aussi plusieurs roches d'accueil.

On aboutit ainsi aux domaines d'implantation géologiques identifiés à l'aide des dénominations suivantes.

Dépôt pour DFMA:

• 'Schaffhouse-Sud' (SH) avec comme roche d'accueil les Argiles à Opalinus et les formations encaissantes
• 'Weinland zurichois' (ZH, TG) avec comme roche d'accueil les Argiles à Opalinus et la série de roches argileuses 'Brauner Dogger', ainsi que les formations encaissantes
• 'Nord des Lägeren' (ZH, AG) avec comme roche d'accueil les Argiles à Opalinus et la série de roches argileuses 'Brauner Dogger', ainsi que les formations encaissantes
• 'Bözberg' (AG) avec comme roche d'accueil les Argiles à Opalinus et les formations encaissantes
• 'Pied sud du Jura' (SO, AG) avec comme roche d'accueil les Argiles à Opalinus et les formations encaissantes, ainsi que les couches d'Effingen
• Wellenberg (NW, OW) avec comme roche d'accueil les formations marneuses de l'Helvétique

Dépôt pour DHA:

• 'Weinland zurichois' (ZH, TG) avec comme roche d'accueil les Argiles à Opalinus et les formations encaissantes
• 'Nord des Lägeren' (ZH, AG) avec comme roche d'accueil les Argiles à Opalinus et les formations encaissantes 
• 'Bözberg' (AG) avec comme roche d'accueil les Argiles à Opalinus et les formations encaissantes

Dans trois des domaines d'implantation géologiques (Weinland zurichois (ZH, TG), Nord des Lägeren (ZH, AG) et Bözberg (AG)), il y aurait en principe la possibilité d'aménager un dépôt commun pour les DFMA et les DHA.

L'évaluation prescrite par la procédure du plan sectoriel aboutit aux résultats suivants: pour le dépôt DFMA, les domaines d'implantation géologiques considérés comme très appropriés sont Schaffhouse-Sud (SH), le Weinland zurichois (ZH, TG) et le Bözberg (AG), tandis que le Nord des Lägeren (ZH, AG), le Pied sud du Jura (SO, AG) et le Wellenberg (NW, OW) sont jugés appropriés. Pour le dépôt DHA, les domaines d'implantation géologiques considérés comme très appropriés sont le Weinland zurichois (ZH, TG) et le Bözberg (AG), tandis que le Nord des Lägeren (ZH, AG) est jugé approprié.

Les travaux effectués par la Nagra dans le but de délimiter et d'évaluer les différentes options selon des critères relatifs à la géologie et à la sûreté seront complétés par la réalisation, sous la direction des autorités, d'un état des lieux portant sur l'aménagement du territoire. Les autorités et le Conseil fédéral pourront ensuite faire intervenir dans la prise de décision des considérations autres que d'ordre scientifique et technique.

L'évaluation, dans le présent rapport, des régions d'implantation géologiques envisageables se fonde sur toutes les données géologiques disponibles et déterminantes pour le stockage en couches géologiques profondes. En vue de cette appréciation, les publications scientifiques les plus récentes ont été consultées et la base de données géologiques a été élargie (p. ex. par la participation à des investigations de tiers ou l'achat de données de tiers); les analyses existantes ont été revues lorsque cela paraissait utile (p. ex. sismique, tests hydrauliques). Le niveau des connaissances scientifiques et techniques n'est certes pas le même pour toutes les régions, mais il est suffisant pour fixer, sur une base géologique, des priorités justifiées sur le plan de la sûreté et en particulier pour proposer, en toute connaissance de cause, des domaines d'implantation géologiques pour la suite des travaux prévus dans la procédure du plan sectoriel.

Les propositions formulées seront examinées par les autorités. Dans 2 ans et demi environ, le Conseil fédéral devrait, après une procédure de consultation, rendre sa décision au sujet des domaines d'implantation géologiques retenus. Suivront ensuite l'étape 2 (sélection d'au moins 2 sites d'implantation pour les dépôts pour DFMA et DHA respectivement, au sein des domaines définis à l'étape 1) et l'étape 3 (procédures d'autorisations générales). La décision concernant les sites d'implantation pour les dépôts en couches géologiques profondes pour les DFMA et les DHA, concrétisée par des autorisations générales, devrait être prise dans 10 ans environ. Les autorisations générales, octroyées par le Conseil fédéral, doivent être approuvées par le Parlement. Elles sont de plus soumises au référendum facultatif au niveau national.

Beilagen:

Titelblatt und Inhaltsverzeichnis des Beilagenbandes (84 KB)

Beil. 2.1-1: Informationsquellen geologischer Daten in der Schweiz (1.1 MB)
Beil. 2.2-1: Geologischer Profilschnitt Mitte (496 KB)
Beil. 2.2-2: Geologischer Profilschnitt Ost (507 KB)
Beil. 2.2-3: Geologischer Profilschnitt West (494 KB)
Beil. 2.4-1: Orogener Fahrplan der Schweizer Alpen (Eozän - Gegenwart) (726 KB)
Beil. 2.5-1: Tektonische Übersicht 1:500'000 (2.6 MB)
Beil. 2.7-1: Herdmechanismen in der Schweiz und Umgebung, 1976 - 2006 (3.1 MB)
Beil. 4-2-1: 27 Stratigraphische Sammelprofile (Beil. 4.2-1/1 bis 4.2-1/27) (1.5 MB)
Beil. 5.2-1: Fazies-Korrelation Süd (Faltenjura - Jura-Südfuss) (1.7 MB)
Beil. 5.2-2: Fazies-Korrelation Nord (Tafeljura) (1.2 MB)
Beil. 5.2-3: Isohypsenkarte Basis Opalinuston (4.5 MB)
Beil. 5.2-4: Isohypsenkarte Basis Malm (4.5 MB)
Beil. 5.2-5: Isohypsenkarte Basis Tertiär (4.5 MB)
Beil. 5.2-6: Tektonische Übersicht Nordschweiz 1:250'000 (1.2 MB)
Beil. 5.2-7: Geologisches Profil 22 (Seismiklinien 83-NS-22 & 85-SE-07 (4.6 MB)
Beil. 5.2-8: Geologisches Profil 01 (Seismiklinie 83-BN-01) (2 MB)
Beil. 5.2-9: Geologisches Profil 02 (Seismiklinie 83-NF-02) (2.5 MB)
Beil. 5.2-10: Geologisches Profil 08 (Seismiklinie 83-SE-08) (1.8 MB)
Beil. 5.2-11: Geologisches Profil 06 (Seismiklinie 83-NF-06) (1.8 MB)
Beil. 5.2-12: Geologisches Profil 12 (Seismiklinie 83-SE-12) (1.9 MB)
Beil. 5.2-13: Geologisches Profil 10 (Seismiklinie 82-NF-10) (3.6 MB)
Beil. 5.2-14: Geologisches Profil 30 (Seismiklinien 82-NF-30, 83-NF-31ST &  

      83-NF-31HR) (3.8 MB)
Beil. 5.2-15: Geologisches Profil 55 (Seismiklinien 83-NF-55 & 83-SE-06) (3.3 MB)
Beil. 5.2-16: Geologisches Profil 15 (Seismiklinien 83-NF-15 ST & 83-NF-15 HR)  

      (2.5 MB)
Beil. 5.2-17: Geologisches Profil 70 (Seismiklinie 82-NS-70) (4 MB)

Beil. 5.2-18: Geologisches Profil 58 (Seismiklinie 91-NO-58) (2.1 MB)
Beil. 5.2-19: Geologisches Profil 62 (Seismiklinie 91-NO-62) (2.5 MB)
Beil. 5.2-20: Geologisches Profil 61 (Seismiklinie 91-NO-61) (2.4 MB)
Beil. 5.2-21: Geologisches Profil 65 (Seismiklinie 84-NF-65) (3.6 MB)
Beil. 5.2-22: Geologisches Profil 75 (Seismiklinie 91-NO-75) (3.4 MB)
Beil. 5.2-23: Geologisches Profil 77 (Seismiklinie 91-NO-77) (2.3 MB)
Beil. 5.2-24: Geologisches Profil 68 (Seismiklinie 91-NO-68) (3.7 MB)
Beil. 5.2-25: Geologisches Profil 79 (Seismiklinie 91-NO-79) (2.9 MB)
Beil. 5.2-26: Geologisches Profil 74 (Seismiklinie 91-NO-74) (2.5 MB)
Beil. 5.2-27: Tektonische Charakterisierung Nordschweiz (2.1 MB)
Beil. 5.2-28: Quartärmächtigkeiten Nordschweiz (2.1 MB)

Alle Beilagen als .zip-Ordner (89 MB)