MREA : ce matériau discret mais essentiel au futur stockage Cigéo
La nouvelle campagne de creusement d’alvéole HA dans le Laboratoire souterrain, entre avril et mai, vise à tester une formulation plus optimisée du MREA, un matériau cimentaire bien discret mais devant présenter des propriétés bien précises pour tenir sur la durée.
Invisible pour le grand public, le MREA (Matériau de Remplissage de l’Espace Annulaire de l’alvéole HA) joue pourtant un rôle clé dans le comportement de l’alvéole de déchets de haute activité et fait l’objet de recherches menées au Laboratoire souterrain de Bure, en vue du projet Cigéo.
Sa mission : protéger durablement les structures en acier installées au cœur de la roche.
Un « bouclier chimique » autour de l’acier
Dans les alvéoles souterrains, un tube en acier – appelé le chemisage – est installé pour garantir la stabilité mécanique de l’ouvrage dans le but d’assurer la mise en place des surconteneurs de colis HA durant la phase d’exploitation et éventuellement la récupérabilité de ces surconteneurs sur la durée de la phase de réversibilité. Entre ce tube et la roche, un espace reste à combler : il l’est par un matériau cimentaire, le MREA.
Son rôle est de créer un environnement chimique protecteur juste après le creusement, car le milieu géologique peut devenir temporairement et localement très acide. « On a mesuré qu’on était transitoirement dans un milieu avec un pH qui pouvait descendre jusqu’à des valeurs voisines de 4 à 4,5 », explique Xavier Bourbon, ingénieur matériaux cimentaires. Dans ces conditions, la corrosion de l’acier peut s’accélérer, d’où l’intérêt d’intercaler un matériau alcalin, au pH élevé, pour neutraliser l’acidité du milieu géologique, et les ciments se trouvent être des candidats idéaux.
Un matériau amélioré au fil des essais
Une première formulation est mise au point très rapidement et utilisée dès 2015 et jusqu’en 2020. « En trois mois, on avait une première solution », qui permettait de répondre au problème initial.
Mais les essais montrent progressivement que la formulation du matériau doit évoluer pour rester efficace dans la durée et dans les différentes conditions imposées par le stockage. Une deuxième version vient renforcer ses performances, notamment pour des essais à plus grande échelle et en température. Elle a été testée au Laboratoire souterrain à partir de 2021 et jusqu’en 2025.
Pour agir encore davantage sur la limitation de la vitesse de corrosion des aciers, il a été jugé nécessaire de mettre au point une troisième formulation. Celle-ci doit permettre de préserver plus longtemps l’acier du chemisage, quelles que soient les conditions de fonctionnement envisagées dans Cigéo.
Un défi technique… et logistique
En outre, pour se projeter à échelle industrielle, la chaîne logistique a été revue de A à Z. Jusqu’ici, ces opérations reposaient largement sur des manipulations manuelles des différents composants du MREA. Mais avec les volumes de matières sèches en jeu avec cette troisième formulation, cette organisation avait atteint ses limites. « Le jour où on veut industrialiser cette opération, ce n’est pas gérable », convient Xavier Bourbon.
Les équipes ont donc travaillé avec l’entreprise Bessac pour concevoir un dispositif largement automatisé : préparation à partir de mélanges prédosés placés dans des big bags disposés sur des châssis équipés de balance, avant malaxage et injection douce et continue.
L’objectif est clair : tester non seulement une nouvelle formulation de MREA, mais aussi tout un mode opératoire, compatible avec un changement d’échelle.
Un test en conditions réelles au printemps 2026
Cette double évolution – formulation et logistique – a été testée récemment en conditions réelles lors de la réalisation d’un nouvel alvéole démonstrateur HA (baptisé AHA6001), long de 80 mètres. L’injection du MREA a été effectuée début mai avec succès, dans un ouvrage équipé d’un chemisage en acier de 30 pouces.
Ce test grandeur nature doit permettre de valider à la fois la très faible cinétique de corrosion de l’acier, mais aussi plus généralement le comportement du matériau et les conditions de sa mise en œuvre. « Comme l’expérience est concluante, on envisage d’utiliser à l’avenir cette formulation pour les nouveaux alvéoles à venir », conclut Xavier Bourbon. Une étape clé pour disposer, à terme, d’une solution adaptée aux futurs ouvrages du projet Cigéo.
Notons aussi que l’expérimentation permettra également, au travers d’une instrumentation spécifique, d’évaluer son influence sur le comportement de l’alvéole, notamment la déformation du chemisage.
Une demande de l'ASNR
Lors de l'instruction du dossier de Demande d'autorisation de création de Cigéo, l'Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection (ASNR) a formulé la demande d'accélérer la mise en œuvre de ce matériau, qui présente de meilleures garanties en termes de vitesse et de corrosion du chemisage. L'Andra a trouvé rapidement une nouvelle formulation qu'elle prévoit d'utiliser dans le prochain démonstrateur d'alvéole HA, baptisé HAR6003.