Plongée au cœur de la roche argileuse
Le Laboratoire souterrain de l'Andra est un site privilégie pour étudier au plus près la couche argileuse du Callovo-Oxfordien. Depuis sa création, de nombreuses expérimentations ont été menées, contribuant à enrichir les connaissances.
On ne peut évoquer l’argile sans parler du Laboratoire souterrain de l’Andra. L’étude de cette roche sous tous ses aspects est sa raison d’être, comme le rappelle Émilia Huret, cheffe du Centre de Meuse/Haute-Marne : « Il a été créé pour étudier in situ ce milieu géologique et confirmer la faisabilité du principe de stockage profond pour les déchets radioactifs les plus dangereux. Durant les premières années, nous avons mené des expérimentations scientifiques afin d’éprouver la capacité de confinement de la roche argileuse et de compléter les données déjà acquises à partir d’échantillons sur ses caractéristiques mécaniques, thermiques, géochimiques et hydrauliques. »
Première étape : caractériser la roche
Dans un premier temps, les scientifiques ont caractérisé la roche argileuse et ses propriétés. « Les études ont porté notamment sur la composition de l’eau présente naturellement dans la roche, la perméabilité de la roche et le processus de diffusion et de rétention des éléments radioactifs », explique Jean-Charles Robinet, chef de département à la direction scientifique et technique.
À travers le creusement des puits du Laboratoire, des galeries souterraines ou des démonstrateurs d’alvéoles de stockage, l’Andra a vérifié que les couches géologiques traversées n’avaient pas été altérées par des phénomènes naturels tels que des séismes ou des épisodes de glaciations. Par ailleurs, le creusement des ouvrages engendre des perturbations qu’il faut limiter au maximum afin de préserver les propriétés favorables de la roche. Des capteurs ont été placés dans des forages pour cartographier l’endommagement de la roche. En complément, des tests ont démontré l’efficacité de « bouchons » à base d’argile gonflante (bentonite) pour interrompre les éventuelles circulations d’eau dans les zones de roche endommagée à proximité immédiate des creusements. « Nous avons également étudié le comportement hydromécanique de la roche suite à un échauffement, car les déchets radioactifs de haute activité dégagent de la chaleur, explique Émilia Huret. Des sondes chauffantes ainsi que des capteurs à leur pourtour ont donc été placés dans les parois des galeries souterraines du Laboratoire souterrain. Aucun endommagement de la roche lié à la température n’a été observé. »
Creusement d'une galerie du Laboratoire de recherche souterrain dans l'agile du Callovo-Oxfordien.
Deuxième étape : faire interagir roche argileuse et matériaux
En 2006, l’Andra est entrée dans une nouvelle phase, le Parlement ayant entériné le choix du stockage profond et missionné l’Agence pour concevoir un centre de stockage dans la couche d’argile étudiée au Laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne. « Si les expérimentations menées sur la caractérisation de la roche argileuse continuent, il s’agit désormais de consolider les connaissances sur des temps d’observation longs, et d’approfondir l’analyse des interactions entre la roche et les matériaux du stockage : du verre et de l’acier pour les colis de déchets de haute activité, du béton pour les colis de déchets de moyenne activité et à vie longue ainsi que pour le revêtement/soutènement des galeries », explique Jean-Charles Robinet.
Des expérimentations et des essais ont ainsi été menés pour évaluer le processus de corrosion des aciers et la durabilité des bétons au contact de l’argile du Callovo-Oxfordien et, inversement, les effets des bétons et de l’acier sur la roche argileuse. Par ailleurs, les scientifiques ont conduit une expérimentation pour estimer la performance hydraulique des scellements à base d’argile gonflante (comme la bentonite) dans le cadre de la fermeture du stockage. « Nous avons démontré que la couche argileuse du Callovo-Oxfordien dispose de toutes les propriétés nécessaires pour accueillir le stockage des déchets radioactifs HA et MA-VL, conclut Émilia Huret. La formation est ultramonitorée, ce qui va nous permettre de suivre l’évolution de son comportement dans le temps et d’améliorer encore nos connaissances en vue de la construction de Cigéo. »
UNE FORMATION STABLE
Dès les années 1990, l’Andra a mené sur le site de Meuse/Haute-Marne des campagnes de géophysique, des forages, des mesures sismiques et des travaux de cartographie pour préciser la disposition des couches géologiques. Ces travaux ont confirmé que le milieu géologique était stable et que la probabilité qu’un séisme se produise sur le secteur était très faible. Les déformations tectoniques qui ont affecté la région depuis 150 millions d’années sont minimes et se limitent aux fossés en bordures du secteur d’étude.
