Depuis la fin des années 60, les déchets de haute activité et de moyenne activité à vie longue (HA-MAVL), issus du recyclage des combustibles usés, sont entreposés dans les usines de retraitement de La Hague (50) et de Marcoule (30) en attendant une solution de stockage définitive. La solution envisagée est de les stocker dans des formations géologiques profondes - stables depuis des millions d'années - seules susceptibles de confiner efficacement ces déchets pour les durées nécessaires. Dans cette perspective, l'Andra entreprend, en 1982, de collaborer avec des pays qui étudient déjà en profondeur les qualités de diverses roches en vue d'un stockage souterrain :
En 1987, après des études documentaires, l'Andra envoie ses géologues sur quatre sites dont la géologie est a priori favorable pour y installer des laboratoires souterrains afin d‘y étudier la faisabilité d'un stockage en profondeur :
Mais au bout de trois ans, devant l'ampleur de la protestation, le premier ministre, Michel Rocard, désireux de sortir de l'impasse un dossier très important pour le développement de l'industrie nucléaire, décrète un moratoire d'un an sur l'ensemble des projets. Le gouvernement charge alors en 1990 le député du Nord Christian Bataille, membre de l'Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques, de réaliser un rapport pour faire le point sur les différentes voies de recherche sur la gestion des déchets HA-MAVL et sur les modalités d'information des populations.
Après plusieurs mois d'enquête et d'auditions, en France et à l'étranger, la loi du 30 décembre 1991 est promulguée. Elle définit trois voies de recherches pour la gestion des déchets de haute activité et de moyenne activité à vie longue :
La loi crée la Commission nationale d'évaluation chargée de publier une fois par an un rapport d'évaluation de ces recherches.
Les équipes de l'Andra retournent sur le terrain à partir de 1994 afin de rechercher un site pour un laboratoire. Elles mènent des investigations géologiques dans quatre départements :
Par des campagnes de mesures sismiques et des forages carottés, elles étudient la couche géologique qui pourrait accueillir un laboratoire. Ce travail se fait dans des conditions très différentes de ce qui s'était passé avant le moratoire. Premièrement, la loi de 1991 légitime et encadre désormais l'action de l'Andra. Deuxièmement, autour des sites, les élus locaux apportent leur soutien à l'Agence. Il y a encore une certaine opposition, des manifestations, et quelques actes de malveillance, mais le travail de l'Andra n'est pas entravé.
En 1996, les projets de la Meuse et de la Haute-Marne sont réunis en un seul site situé à Bure. L'Andra dépose alors trois demandes d'installation pour des laboratoires souterrains. Mais en avril 1997, un aléa politique stoppe toute décision. Dans le nouveau gouvernement de Lionel Jospin, issu de la nouvelle majorité, le projet de laboratoire ne fait plus l'unanimité.
Les recherches de l'Andra sur la faisabilité d'un stockage souterrain ne sont pas arrêtées pour autant car, depuis deux ans, l'Agence a rejoint le projet suisse du "Mont Terri", dans le Jura, où des chercheurs profitent de la galerie de reconnaissance d'un tunnel autoroutier pour mener des expérimentations sur une couche d'argile aux qualités proches de celles de l'argile de Bure. L'Andra continue aussi à financer des recherches effectuées dans de nombreux laboratoires universitaires.
En août 1998, un grand rassemblement européen anti-nucléaire a lieu à Bure. Ce jour là, les maires d'une quinzaine de communes voisines installent des panneaux "Oui au labo" aux frontons de leurs mairies. En décembre 1998, un compromis politique est trouvé et le gouvernement annonce ses décisions :
Début 2000, le laboratoire est mis en chantier.
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