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Dès que les sites d'implantation des futurs dépôts sont définis, un laboratoire souterrain y est instauré afin d'étoffer encore plus les connaissances sur le site concerné. Ce n'est que lorsque les attentes favorables posées au site d'implantation ont été confirmées que sont lancés les travaux de construction du dépôt.
Le dépôt en couches géologiques profondes doit comprendre des zones expérimentales, un dépôt pilote et un dépôt principal. Les zones expérimentales servent à étudier la construction et l'exploitation du dépôt, le dépôt pilote permet de surveiller le comportement du système de barrières. Les déchets sont déposés dans le dépôt principal.
La mise en exploitation d'un dépôt en couches géologiques profondes se fait en plusieurs étapes. Le dépôt pilote sert à la surveillance à long terme et sera comblé avant que ne débute l'emmagasinage des déchets dans le dépôt principal. Cela permet de détecter à temps tout développement défavorable et de prendre les mesures qui s'imposent. Les galeries du dépôt sont comblées une fois que l'emmagasinage des déchets est terminé.
Après le stockage des déchets dans le dépôt principal, la législation prévoit une phase d'observation prolongée, durant laquelle les déchets doivent pouvoir être récupérés sans demander trop de temps ni d'argent. La phase d'observation permet de détecter à temps tout développement défavorable et de prendre immédiatement les mesures qui s'imposent. Cependant, elle permet aussi d'appliquer les nouvelles connaissances scientifiques ou de recourir à de nouvelles technologies.
Au terme de la phase d'observation débute le comblement et le scellement des parties encore ouvertes de l'installation. Le dépôt en couches géologiques profondes n'est fermé que lorsqu'il est certain que la sécurité est garantie.
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