Barrières de sécurité: un nouveau modèle testé avec les données du laboratoire souterrain du Mont Terri

Le laboratoire souterrain du Mont Terri joue un rôle central dans l’analyse des barrières de sécurité pour le stockage géologique en profondeur des déchets radioactifs. L’un des axes de recherche consiste en l’étude des interactions entre des matériaux anthropiques (ciment) et naturels (argile à Opalinus) dans les environnements de stockage de déchets radioactifs, en particulier de l’évolution physicochimique dans la zone d’interface entre ces matériaux sur un temps long.

Dénommée «peau», cette zone d’interface d’une épaisseur d’environ un centimètre fait l’objet d’observations dans le laboratoire souterrain du Mont Terri et de simulations complémentaires aux États-Unis. La propagation d’ions chargés négativement et positivement introduits par un trou de forage dans le ciment est notamment analysée dans le cadre d’expérimentations sur le long terme. Les matériaux cimentaires et argileux font partie des options retenues dans les dispositifs à barrières multiples pour assurer la sûreté des installations de stockage géologique.

Les équipes de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), du Lawrence Berkeley National Laboratory et de l’Université d’Orléans sont parvenus à reproduire les effets électrostatiques générés par les minéraux argileux chargés négativement grâce au logiciel CrunchODiTi, développé spécifiquement. Jusqu’ici, il était difficile de comprendre comment les déchets radioactifs réagissent au contact des barrières ciment-argile.

Les données de la simulation ont pu être comparées avec succès aux mesures effectuées au laboratoire du Mont Terri. «Les résultats expérimentaux ont montré que le modèle est parvenu à prendre en compte les effets électrostatiques à l’œuvre dans la formation argileuse et à l’interface de la barrière étudiée dans le laboratoire du Mont Terri au fil du temps, expliquent les auteurs. De tels modèles permettent de suivre le devenir des radionucléides sur des millénaires. Nous pouvons les utiliser pour comprendre les interactions sur des périodes allant de quelques mois à plusieurs années, voire plusieurs millions d’années.»

Contribution à l’acceptation des solutions de stockage des déchets

D’après les chercheurs, le fait que les résultats obtenus avec le modèle concordent avec ceux observés en conditions réelles confirme l’adéquation de la méthode pour répondre aux enjeux de sûreté des dépôts en couches géologiques profondes. Ce nouveau modèle pourrait remplacer ceux utilisés jusqu’à présent pour évaluer la sécurité et la performance des dépôts géologiques en profondeur. Les chercheurs soulignent que des preuves de sûreté solides remplissent également une fonction sociale: elles renforcent la confiance dans les stratégies de gestion des déchets radioactifs. Ils espèrent que leur étude contribuera à une solution de stockage à long terme des déchets radioactifs, soutenue par les autorités et acceptée par le public.

Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue scientifique «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS).