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En vertu de la loi sur l'énergie nucléaire, ceux qui produisent des déchets radioactifs doivent aussi procéder à leur évacuation sûre et durable, sous la surveillance de la Confédération. Pour s'acquitter de cette mission, les exploitants des centrales nucléaires et la Confédération suisse - responsable de l'évacuation des déchets radioactifs provenant de la médecine, de l'industrie et de la recherche - ont créé la Nagra en 1972. Celle-ci élabore les bases techniques et scientifiques pour l'évacuation sûre à long terme des déchets radioactifs produits en Suisse. Elle prévoit des dépôts en couches géologiques profondes, et examine en particulier quels sont les sites appropriés possibles; elle organise l'inventaire continu des déchets radioactifs et conseille les producteurs de tels déchets sur leur conditionnement et leur emballage pour le stockage final.
Les évaluations de sites, ainsi que la construction et l'exploitation de dépôts en couches géologiques profondes qui leur feront suite, sont inspectées et contrôlées par la Division principale de la sécurité des installations nucléaires (DSN). La DSN est une instance de la Confédération, indépendante et non liée aux directives. Par conformité avec la nouvelle législation, la DSN sortira du giron de l'OFEN au début de 2009 et deviendra une instance de droit privé de la Confédération, sous le nom d'Inspection fédérale de la sécurité nucléaire (IFSN) (Loi fédérale LIFSN du 22 juin 2007).
Le Conseil fédéral et les autorités de surveillance sont en outre appuyés par un groupe d'experts et les commissions suivants: le Groupe de travail de la Confédération pour la gestion des déchets nucléaires (AGNEB), la Commission fédérale pour la gestion des déchets radioactifs (CGD) et la Commission de sécurité nucléaire (CSN). Ces instances conseillent le Conseil fédéral et les autorités sur les questions de sécurité.
Sur mandat des autorités, les rapports et programmes importants sont aussi examinés par des experts étrangers, désignés par des organisations internationales.
Les travaux de la Nagra se sont appuyés sur un programme de gestion à long terme des déchets radioactifs élaboré par les producteurs et périodiquement actualisé. La Loi sur l'énergie nucléaire (LENu), entrée en vigueur le 1er février 2005, exige en outre que ce programme soit examiné par les autorités fédérales et approuvé par le Conseil fédéral. L'Ordonnance sur l'énergie nucléaire édictée par le Conseil fédéral définit ce que doit comprendre un tel programme de gestion, à savoir:
La Nagra a déposé en automne 2008 auprès des autorités fédérales le programme de gestion requis.
La Loi fédérale sur l'aménagement du territoire stipule dans l'article 13: «Pour exercer celles de ses activités qui ont des effets sur l'organisation du territoire, la Confédération procède à des études de base; elle établit les conceptions et plans sectoriels nécessaires et les fait concorder.» L'Ordonnance d'application de la nouvelle Loi sur l'énergie nucléaire exige que les objectifs et les directives pour le dépôt en couches géologiques profondes soient définis dans un plan sectoriel de la Confédération.
Le plan sectoriel «Dépôts en couches géologiques profondes» a pour but de sélectionner en Suisse, selon une procédure transparente, des sites adéquats pour des dépôts géologiques en profondeur. Il définit les différentes étapes de la procédure et les critères de sélection, et règle la participation régionale de la population. Pour la sélection, c'est la sécurité qui a la première priorité, mais les aspects socio-économiques et l'aménagement du territoire jouent également un rôle important.
La Conception générale du plan sectoriel a été approuvée par le Conseil fédéral le 2 avril 2008. Cela représente le début de la procédure de sélection, qui se déroulera en trois étapes et aboutira dans dix ans environ à la désignation de sites.
La loi stipule que les producteurs de déchets radioactifs doivent apporter une démonstration de la faisabilité de l'évacuation de ces déchets. Les producteurs doivent donc prouver qu'il y a en Suisse des sites possibles pour des dépôts définitifs, que de tels dépôts peuvent être construits et exploités, et que les exigences de sécurité à long terme fixées par les autorités sont remplies. La démonstration de faisabilité est une condition nécessaire pour obtenir l'autorisation d'exploiter des centrales nucléaires.
La Nagra a apporté cette démonstration pour les éléments combustibles (EC) usés, les déchets de haute activité vitrifiés (DHA) et les déchets de moyenne activité à vie longue (DMAL), avec l'exemple des Argiles à Opalinus du Weinland zurichois; elle a rendu en 2002 les rapports correspondants. En juin 2006, le Conseil fédéral, s'appuyant sur ses instances compétentes, a déclaré que la démonstration de faisabilité exigée par la loi était faite pour les déchets mentionnés. Cette étape ne signifie pas encore une décision sur le site d'implantation, mais la preuve que la faisabilité de principe d'un dépôt en couches géologiques profondes en Suisse est apportée, comme l'exige la loi sur l'énergie nucléaire. La démonstration de faisabilité sert de base au Conseil fédéral pour fixer la suite de la procédure en vue du stockage final de ces déchets.
La démonstration de la faisabilité du stockage final des déchets de faible et de moyenne activité (DFMA), également exigée par la loi, a déjà été acceptée par le Conseil fédéral en 1988.
La Loi fédérale sur l'énergie nucléaire stipule que les déchets radioactifs doivent être évacués dans des dépôts en couches géologiques profondes. Un dépôt profond est une installation implantée dans une roche appropriée à plusieurs centaines de mètres de profondeur. Selon le type de déchets à accueillir, il est constitué de galeries ou de cavernes de stockage, d'un dépôt pilote destiné à la surveillance d'une partie représentative des déchets, d'un laboratoire souterrain, d'infrastructures et d'un tunnel ou de puits d'accès. Dans le dépôt, un système de barrières en cascade confine les déchets. Parmi les barrières de sûreté, on compte par exemple un conditionnement (emballage) adéquat des déchets et le comblement des galeries. Durant les phases de construction et d’exploitation, il faut en outre des bâtiments en surface, où les déchets sont livrés et préparés en vue du stockage final.
Après la phase d'exploitation, les dépôts et leurs accès doivent pouvoir être comblés et scellés. C'est alors que la protection durable de l'homme et de l'environnement sera assurée par les barrières de sûreté successives. La fermeture se fera par étapes, séparées par des phases d'observation.
Pour l'évacuation des déchets radioactifs, la première priorité est accordée à la sécurité, ce qui signifie une protection à long terme de l'homme et de l'environnement. Les substances radioactives doivent être confinées de manière sûre jusqu'à ce que leur radioactivité ait suffisamment baissé par désintégration.
Il est reconnu au niveau mondial que pour les déchets fortement et moyennement radioactifs à vie longue, seuls les dépôts en couches géologiques profondes, dans des roches stables, peuvent garantir la sécurité à long terme. Ce principe est ancré dans la Loi sur l'énergie nucléaire, et est appliqué en Suisse également pour les déchets faiblement et moyennement radioactifs.
Les dépôts sont des installations construites dans le sous-sol géologique, typiquement à quelques centaines de mètres de profondeur. Pour pouvoir accueillir les déchets radioactifs, la roche d'accueil doit être stable à long terme, protégée de l'érosion et suffisamment étendue. Pour une isolation sûre à long terme, elle doit aussi être imperméable à l'eau.
Après ceux de la sécurité, les critères complémentaires sont liés à l'utilisation du territoire, à l'écologie, à l'économie et à la politique; ils sont élaborés dans le cadre du plan sectoriel «Dépôts en couches géologiques profondes», en collaboration avec les régions concernées.
Dans un dépôt géologique en profondeur, les déchets sont confinés de manière sûre et durable par une formation géologique imperméable et une série de mesures techniques et constructives (les dites barrières techniques de sûreté).
Dans un dépôt pour déchets fortement radioactifs par exemple, les matières radioactives sont coulées dans du verre, la masse de verre solidifié est placée dans des conteneurs de stockage définitif à épaisses parois d'acier, eux-mêmes placés dans des galeries remplies de bentonite (argile naturelle). Les barrières techniques ont pour but de retenir les substances radioactives assez longtemps pour que la plus grande partie se soit désintégrée. A cela s'ajoute la roche d'accueil, une barrière géologique qui retient également les substances radioactives. En outre, elle protège les barrières techniques des influences extérieures (p. ex. de l'érosion) et de la pénétration de l'eau.
Pour les déchets faiblement et moyennement radioactifs, quelques pays exploitent déjà des dépôts géologiques en profondeur (p. ex. la Suède et la Finlande). Dans d'autres pays, les déchets faiblement radioactifs sont stockés dans des dépôts définitifs à faible profondeur (p. ex. aux USA, en Espagne, en France, au Japon, en Angleterre).
Pour les déchets fortement radioactifs, il n'existe encore pas de dépôt géologique en profondeur dans le monde. Ces déchets doivent d'abord se refroidir durant quelques décennies avant que l'on puisse les déposer dans des couches géologiques. En Finlande, des travaux pour un dépôt profond ont commencé avec l'installation d'un laboratoire souterrain, et la construction du dépôt proprement dit débutera dans quelques années. Dans d'autres pays, les projets sont en partie très avancés (p. ex. en Suède et en France). Aux Etats-Unis, un dépôt géologique en profondeur est déjà en fonction pour des déchets «moyennement radioactifs à vie longue» (les déchets dits transuraniens) de l'armée.
Le choix d'un site pour un dépôt en couches géologiques profondes s'effectue selon le plan sectoriel «Dépôts en couches géologiques profondes», conformément à la Loi sur l'énergie nucléaire et à la Loi sur l'aménagement du territoire. La procédure voulue par la Confédération a pour but de définir des sites pour les dépôts géologiques en profondeur selon un processus fondé sur une large base. Dans ce cadre, la sécurité a la première priorité. Les aspects socio-économiques et de gestion du territoire y jouent également un rôle.
Ce qui est cherché, ce sont des sites sûrs, qui remplissent tous les objectifs de protection, et qui peuvent être réalisés à des coûts raisonnables en tenant compte des contraintes de l'aménagement du territoire. Le plan sectoriel permet une coordination étendue de tous les impacts de dépôts en couches géologiques profondes sur le territoire; il garantit aussi une participation précoce des cantons, des communes et des autorités des pays voisins, ainsi que de la population et des organisations intéressées.
L'aspect le plus important d'un dépôt en couches géologiques profondes est la sécurité de l'homme et de l'environnement. Elle a la priorité dans toutes les réflexions. Les aspects économiques et sociaux sont aussi des facteurs importants pour le choix des régions d'implantation potentielles. On cherche à connaître tous les effets possibles avant, pendant et après l'exploitation d'un dépôt en profondeur. Les impacts sur l'économie et la société seront évalués dans la 2ème étape de la procédure définie par le plan sectoriel.
L'Office fédéral de l'énergie et le groupe de travail «Argiles à Opalinus» (composé de représentants des communes du Weinland zurichois de Benken, Marthalen et Trüllikon) ont mandaté des études sur les impacts d'un dépôt profond sur l'économie et la société. L'étude terminée en septembre 2005 pour le groupe de travail «Argiles à Opalinus» a conclu que d'une part cela aurait un net effet positif sur l'économie de la région concernée (construction, commerce, hôtellerie, places de travail, impôts, compensations), et d'autre part que l'image de la région pourrait souffrir sur le plan des ventes de produits agricoles. Toutefois, des enquêtes systématiques sur les sites de stockage intermédiaire et de stockage en profondeur en Suisse et à l'étranger ne confirment pas ces pertes d'image que l'on peut craindre.
S'il est décidé de retirer les déchets durant la phase de remplissage d'un dépôt profond ou durant la phase d'observation qui lui fait suite, avant le scellement, il est possible de le faire à peu de frais. Si cela se devait se faire plus tard, les frais seraient plus grands, car les tunnels d'accès aux galeries de stockage devraient être réouverts. La récupération est toutefois aussi possible dans ce cas.
La récupération des éléments combustibles usés, en particulier, pourrait être souhaitée un jour, car ils contiennent encore de l'uranium et du plutonium utilisable pour la production d'énergie.
Les déchets hautement radioactifs doivent être tenus éloignés de l'environnement humain durant 200 000 ans, et en outre être enfouis de manière sûre. Ensuite, leur radioactivité aura tant diminuée qu'ils ne représenteront plus de danger.
L'histoire du monde nous apprend qu'une société reste rarement stable durant de très longues périodes. C'est ce qu'illustre déjà l'histoire de l'Europe durant ces 100 dernières années. L'histoire de la Terre, quant à elle, nous apprend que les formations géologiques peuvent rester stables et conserver leurs propriétés durant des millions d'années, sinon plus. Dans le sous-sol, les processus géologiques se déroulent extrêmement lentement, indépendamment de se qui se passe en surface. Des couches imperméables à l'eau peuvent en outre maintenir des substances emprisonnées durant des temps géologiques, bien au-delà de notre échelle humaine. La durée de confinement d'environ 200 000 ans, nécessaire pour les déchets hautement radioactifs, est courte en comparaison des temps géologiques.
Les dépôts en surface, dont la sécurité dépend de l'entretien et de la surveillance, ne peuvent être que des dépôts intermédiaires. La Loi sur l'énergie nucléaire prescrit le dépôt en couches géologiques profondes pour l'évacuation à long terme des déchets radioactifs, avec comme objectif leur confinement sûr à long terme et une garantie de sécurité même en l'absence d'intervention humaine. Il existe un consensus international pour admettre qu'un dépôt scellé en profondeur représente la sécurité optimale à long terme.
Le confinement nécessaire des déchets radioactifs durant environ 200 000 ans est assuré par l'enfouissement dans des couches géologiques à plusieurs centaines de mètres de profondeur, dans une roche d'accueil extrêmement peu perméable, par exemple les Argiles à Opalinus. Cette formation, âgée de 180 millions d'années, est née de l'accumulation de particules d'argile au fond de la mer. Des coquilles d'ammonites vivant à ce moment-là sont restées emprisonnées dans l'argile depuis la formation de cette roche et sont conservées sous forme de fossiles. En comparaison, le temps nécessaire au confinement des déchets radioactifs n'est que le 1/1000 de l'âge des Argiles à Opalinus. Cette roche est très peu perméable et l'eau contenue dans ses pores ne se meut pratiquement pas. Cette au est encore de l'eau de mer âgée de nombreux millions d'années.
Un dépôt profond doit être conçu de manière à garantir la sécurité à long terme de l'homme à la surface de la Terre, même si celui-ci en oublie l'existence.
La question se pose tout de même de savoir comment éviter qu'un dépôt profond ne soit percé par inadvertance. Une profondeur de plusieurs centaines de mètres empêche en principe un tel événement, car ces profondeurs ne sont atteignables qu'à grand prix et avec des techniques très développées de forage ou de construction de galeries. On peut penser que si nos descendants forent à ces profondeurs, ils seront aussi capables de détecter la radioactivité rencontrée et prendre les mesures appropriées. Cela d'autant plus que le rayonnement radioactif est extrêmement simple à détecter.
Malgré tout, des mesures sont prises pour diminuer la probabilité d'un tel cas. La plus importante est que les régions où se trouvent de possibles ressources dans le sous-sol (gisements de charbon, de minerais, zones géothermiques) seront le plus possible évitées. En outre, la Confédération prévoit un archivage à long terme des données du dépôt après son scellement. Les connaissances sur le dépôt seront entre tenues tant que cet archivage se maintient. Enfin, un dépôt profond doit être marqué de manière durable. De tels concepts sont discutés depuis longtemps dans des instances internationales.
Les séismes sont des témoins des mouvements actuels de la croûte terrestre. L'analyse des tremblements de terre permet de tirer des conclusions sur l'activité des zones de failles traversant les formations géologiques du sous-sol, sur leur orientation spatiale et sur la direction des mouvements. Le réseau de stations du Service sismologique suisse (SED) et celui de la Nagra dans le Nord de la Suisse enregistrent depuis vingt ans les tremblements de terre, même ceux qui sont très faibles et qui ne peuvent pas être ressentis par l'homme et les animaux.
La connaissance de la situation sismique d'une région est importante pour l'évaluation de la sûreté à long terme d'un dépôt en couches géologiques profondes. L'interprétation des tremblements de terre permet de localiser les zones de failles actives, qui sont évitées lors de la localisation d'un dépôt géologique profond.
Des investigations à l'échelle mondiale sur les puits, galeries et cavernes dans les régions sismiques montrent que les dégâts aux constructions souterraines diminuent rapidement avec la profondeur, car les effets de surface aggravants diminuent d'autant. Les dépôts géologiques profonds installés à plus de 100 mètres de profondeur et à l'écart des zones de failles ne sont donc pas menacés par les séismes, même intenses.
Après quatre ou cinq années d'utilisation dans un réacteur de centrale nucléaire, les éléments combustibles sont usés, c'est-à-dire que la proportion d'uranium fissile y est trop faible. Le combustible usé contient un mélange d'environ 4 pourcent de produits de fission hautement radioactifs, 95 pourcent d'uranium (dont à peine un pourcent d'uranium 235 fissile), et 1 pourcent de plutonium.
Les produits de fission sont des déchets fortement radioactifs. L'uranium et le plutonium peuvent être utilisés pour la fabrication de nouveaux éléments de combustible. Dans l'usine de retraitement, des procédés chimiques permettent de séparer la part des éléments combustibles usés qui deviennent des déchets; ensuite le combustible restant est à nouveau enrichi en uranium fissile.
Environ 1000 tonnes d'éléments combustibles usés ont été transportées à l'étranger pour retraitement; cela représente entre le tiers et le quart de la quantité totale attendue en Suisse de l'exploitation des centrales nucléaires existantes. Actuellement, la Loi sur l'énergie nucléaire entrée en vigueur en février 2005 interdit ces livraisons jusqu'en 2016, et aucun de ces éléments combustibles n'est plus expédié à l'étranger.
Après leur retrait du réacteur, les éléments de combustible usés sont conservés pour refroidissement durant cinq à dix ans dans des piscines des centrales nucléaires. Ils sont ensuite emballés dans des conteneurs conçus pour le transport et l'entreposage intermédiaire, et amenés au dépôt intermédiaire Zwilag à Würenlingen. Autrefois, ils étaient transportés à l'étranger pour retraitement. Les déchets issus de ce retraitement qui se trouvent encore en partie à l'étranger seront rapatriés en Suisse.
Les déchets de faible et de moyenne activité des centrales nucléaires sont conditionnés pour le stockage final, sur place ou au dépôt Zwilag à Würenlingen; ils sont emballés dans des conteneurs ad hoc et stockés dans les dépôts intermédiaires des centrales nucléaires ou au Zwilag. Les déchets bruts de la médecine, de l'industrie et de la recherche sont amenés sous une forme apte au stockage final à l'Institut Paul Scherrer ou à la ZWILAG AG, et ensuite entreposés dans le dépôt intermédiaire de la Confédération à Würenlingen.
La Nagra gère l'inventaire centralisé de tous les déchets radioactifs. La capacité de stockage intermédiaire est suffisante, jusqu'à la construction des dépôts en couches géologiques profondes, pour tous les déchets issus de l'exploitation et du démantèlement des cinq centrales nucléaires suisses. Jusqu'à la fin 2007, le volume des déchets radioactifs conditionnés et emballés se montait à 5760 mètre cubes, y compris les déchets de haute activité vitrifiés issus du retraitement et entreposés au Zwilag. Il faut y ajouter les éléments combustibles usés entreposés dans des conteneurs spéciaux dans les centrales nucléaires ou au Zwilag. A fin 2007, 8 conteneurs de déchets hautement radioactifs issus du retraitement et 22 conteneurs d'éléments combustibles usés étaient entreposés au Zwilag. Un tel conteneur mesure environ 6 mètres de haut pour un diamètre d'environ 2,5 mètres.
Selon les exploitants, les cinq centrales nucléaires de Suisse produisent, pour une période d'exploitation de 50 ans, environ 3600 tonnes de combustible usé. En tenant compte d'un retraitement d'une partie de ces éléments, ces déchets fortement radioactifs, conditionnés dans des conteneurs pour dépôt profond, occuperaient 7325 mètres cubes. Cela correspond à peu près au volume de sept maisons familiales.
Pour une durée d'exploitation des centrales nucléaires de cinquante ans, la Nagra compte au total environ 60 000 mètres cubes de déchets faiblement et moyennement radioactifs (y compris les conteneurs de stockage profond). Environ la moitié de ces déchets sont dus au démantèlement des centrales nucléaires. Il faut en outre compter environ 33 000 mètres cubes de déchets faiblement et moyennement radioactifs provenant de la médecine, de l'industrie et de la recherche (déchets MIR).
Le volume total des déchets radioactifs à évacuer est d'environ 100 000 mètres cubes (y compris les conteneurs de stockage). Cela correspond à peu près au volume du hall de la gare de Zurich.
La Suisse produit annuellement environ 5000 tonnes de déchets radioactifs, y compris leur emballage. Les déchets qui proviendront plus tard du démantèlement des centrales nucléaires sont déjà comptés dans ce montant. Les déchets radioactifs doivent être isolés de notre espace vital pendant la durée de leur nocivité. Cette nocivité diminue avec le temps en raison de la désintégration radioactive.
A titre de comparaison, la Suisse produit annuellement plus de 1 100 000 tonnes de déchets spéciaux. Il s'agit par exemple d'acides et de bases, de solvants, d'huiles minérales de cendres volantes, de poussières de filtres, d'accumulateurs au plomb, de boues de dépotoirs routiers et de terres contaminées par des huiles minérales ou d'autres substances (anciennes décharges). Une grande partie des déchets spéciaux peut être réduite en volume (p. ex. brûlée) ou décontaminée (p. ex. neutralisation d'acides). Un peu plus d'un quart (environ 250 000 tonnes) doit être isolé définitivement de l'environnement; En Suisse, cela s'opère dans environ 50 décharges spéciales en surface, et à l'étranger dans des décharges souterraines (mines de sel abandonnées).
Le financement de la gestion des déchets radioactifs et des éléments combustibles usés provenant des centrales nucléaires est réglé dans la Loi sur l'énergie nucléaire. Selon le principe du pollueur-payeur, les producteurs de déchets radioactifs sont tenus de gérer ces déchets à leurs propres frais. Les coûts d'évacuation déjà en cours (p. ex. retraitement, investigations de la Nagra, construction de dépôts intermédiaires) sont payés au fur et à mesure. Les montants nécessaires au démantèlement des centrales nucléaires et à l'évacuation des déchets qui s'ensuivra doivent être accumulés jusqu'au moment de la mise hors service. C'est pourquoi le prix de l'électricité d'origine nucléaire comprend aujourd'hui une réserve d'environ un centime par kilowattheure, qui alimente deux fonds contrôlés par les autorités. On n'utilise donc pas d'argent des impôts pour cela.
Les fonds (fonds de désaffectation et fonds de gestion) sont au niveau planifié, le capital cumulé se trouvant à 4,3 milliards de francs à fin 2006. Des données détaillées sur les deux fonds peuvent être consultés sur le site Internet www.stilllegungsfonds.ch
Durant l'exploitation des centrales nucléaires, les coûts de gestion des déchets sont payés au fur et à mesure par les exploitants; jusqu'en 2025, le capital accumulé devrait atteindre 5,6 milliards de francs. Des études montrent que les coûts à prévoir ensuite pour la désaffectation et l'évacuation, environ 8,2 milliards, seront couverts par les deux fonds.
La Confédération est responsable de la gestion des déchets radioactifs de la médecine, de l'industrie et de la recherche. Elle exploite à ces fins le dépôt intermédiaire de la Confédération à Würenlingen. Pour les déchets dont elle est responsable, la Confédération participe aux coûts de la Nagra à hauteur de 3 pourcent.
La radioactivité est une transmutation spontanée du noyau atomique, qui se sépare de certains de ses composants. Il existe deux types principaux de désintégration, alpha et bêta. Il en résulte un rayonnement alpha, bêta et gamma. Après sa désintégration, le noyau atomique peut être stable (sans radioactivité) ou encore se désintégrer jusqu'à ce qu'il atteigne une forme stable.
Des substances radioactives naturelles sont présentes partout. Sur Terre, de nouvelles substances radioactives naturelles ou artificielles sont produites par le rayonnement à haute énergie venant de l'espace, dans les accélérateurs de particules et dans les réacteurs nucléaires. Chaque élément chimique possède différents types d'atomes (les isotopes) se distinguant seulement par le nombre de neutrons (particule électriquement neutre) contenus dans le noyau. La plupart des isotopes sont radioactifs; par exemple l'élément césium présente 37 isotopes radioactifs et un seul isotope stable. La durée nécessaire à la désintégration de la moitié des noyaux d'un isotope radioactif est nommée demi-vie. Elle est différente pour chaque isotope, et varie de moins d'une seconde à des milliards d'années.
On peut se protéger du rayonnement des déchets radioactifs en limitant le temps d'exposition, en augmentant la distance aux sources de rayonnement et en utilisant des boucliers de protection adéquats. Une surveillance fiable est possible, car la mesure des émissions radioactives est facile.
Les substances radioactives ne doivent pas être ingérées en quantités excessives par la respiration ou l'alimentation, car alors l'effet du rayonnement est beaucoup plus grand qu'à l'extérieur du corps. On ne peut toutefois pas empêcher totalement l'ingestion, car l'air que l'on respire, l'eau que l'on boit et certains aliments contiennent déjà une certaine radioactivité naturelle.
Aucun rayonnement ne peut atteindre la surface terrestre à partir d'un dépôt géologique en profondeur, car ces rayonnements sont déjà absorbés complètement par quelques mètres de roche.
L'objectif d'un dépôt profond est de garantir, par le confinement efficace des déchets radioactifs, une protection durable de l'homme et de son environnement. Les barrières techniques de sûreté empêchent ou retardent la libération et le transport de substances radioactives vers la roche environnante. Les conteneurs de stockage prévus pour les déchets de haute activité, soudés et munis d'épaisses parois d'acier, garantissent déjà, dans un matériel argileux, un confinement sûr pour au moins 10 000 ans.
Un dépôt profond doit garantir une protection durable de l'homme et de son environnement. Pour cela, les autorités ont défini des objectifs de protection. A aucun moment une charge insupportable en rayonnement ne doit provenir d'un dépôt profond scellé (la dose doit être inférieure à 0,1 millisievert par année). Avec des analyses de sûreté, la Nagra a pu montrer que ces objectifs de protection seront tenus grâce aux multiples barrières de sûreté prévues. Toutes les valeurs de dose calculées se sont trouvées bien au-dessous de l'objectif de protection de 0,1 millisievert par an.
La dose d'irradiation naturelle à laquelle nous sommes tous soumis varie de région en région, mais vaut en moyenne environ 3 millisieverts par an. Les expositions médicales occasionnent en plus, pour une personne en Suisse, une dose moyenne annuelle de 1 millisievert, mais qui varie fortement d'une personne à l'autre. Les examens aux rayons X et l'utilisation de radioéléments peuvent occasionner des doses effectives allant de quelques uns à 30 millisieverts. Lors du traitement des cancers, l'exposition aux rayons X peut atteindre de hautes doses durant un court laps de temps.
Les déchets radioactifs contiennent un mélange de différentes sortes d'atomes radioactifs (isotopes). Leur composition est connue, c'est pourquoi la décroissance de la radioactivité avec le temps peut être calculée pour chaque type de déchet. Grâce à la désintégration radioactive, la nocivité des déchets diminue, jusqu'à ce qu'ils atteignent des valeurs de radioactivité comparables à celles des substances naturelles. Le temps nécessaire à cela varie fortement selon le type de déchet.
Les déchets faiblement et moyennement radioactifs (déchets de faible et moyenne activité, DFMA) atteignent après environ 30 000 ans une radiotoxicité (toxicité due au rayonnement) comparable à celle du granite. La radiotoxicité du combustible d'uranium usé atteint après environ 200 000 ans celle du minerai d'uranium tel qu'on le trouve dans la nature.
La transmutation signifie la transformation de radioéléments en d'autres radionucléides par irradiation. La transmutation est provoquée par le bombardement de neutrons ou de protons sur les éléments à transformer, ce qui déclenche différents processus de physique nucléaire et aboutit à de nouveaux noyaux atomiques.
La transmutation est périodiquement évoquée comme moyen de transformer des radionucléides à vie longue (longue période de demi-vie radioactive) en radioéléments de vie plus courte. Elle est possible en théorie, mais n'est pas encore applicable en pratique, avec les connaissances techniques actuelles. L'objectif est de pouvoir, à l'avenir, transformer des déchets radioactifs à vie longue en déchets à vie courte. Mais même avec la mise en œuvre de telles techniques, des dépôts géologiques en profondeur seront toujours nécessaires pour le stockage final des déchets à vie courte générés, et des déchets faiblement et moyennement radioactifs non transmutables.
Du point de vue géologique, il y a en Suisse diverses roches d'accueil et diverses régions qui permettent, conjointement avec les barrières techniques de sûreté, la construction d'un dépôt sûr en couches géologiques profondes. Ces régions se distinguent par leur degré de complexité géologique, par la qualité des barrières géologiques et par le risque de rencontrer des difficultés inattendues au cours des investigations complémentaires.
Selon la procédure définie par le plan sectoriel «Dépôts en couches géologiques profondes» de la Confédération, les sites pour l'implantation des dépôts géologiques en profondeur seront choisis dans les années qui viennent. Au début de cette procédure, la Nagra avait la tâche de proposer à l'Office fédéral de l'énergie (OFEN) des domaines d'implantation possible, sur la base de critères techniques de sécurité. Prenant en compte, au départ, tout le territoire suisse, la Nagra a concentré, pour des raisons géologiques, ses investigations sur le Plateau suisse et le Nord de la Suisse; elle y a évalué diverses roches et diverses régions. Cette procédure s'est notamment appuyée sur les critères de sécurité suivants: stabilité à long terme du point de vue géologique et tectonique, présence d'une roche d'accueil adéquate à une profondeur appropriée, épaisseur et extension de la roche d'accueil. Sur cette base, la Nagra a proposé en 2008 trois domaines d'implantation utilisant les Argiles à Opalinus comme roche d'accueil. Au cours des années suivantes, les autorités de sécurité de la Confédération ont étudié ces propositions de domaines d’implantation et les ont approuvées. En automne 2011, le Conseil fédéral les a également approuvées, et il a décidé d’intégrer définitivement les domaines d’implantation dans la procédure du plan sectoriel.
La Nagra poursuit la procédure en concrétisant les projets de dépôt, étudie et compare les sites possibles et propose ceux qui sont les plus adéquats de son point de vue. La population et les autorités des régions concernées peuvent participer à cette procédure. La Confédération et les cantons surveillent et accompagnent ces travaux. Les décisions finales d’approbation des sites choisis incombent au Conseil fédéral et au Parlement, et en dernière instance au peuple suisse (référendum facultatif). La décision sera prise probablement aux environs de 2020.
Au cours de cette procédure, la Nagra a pu s'appuyer sur des investigations très fouillées effectuées au cours des dernières décennies. Dans le cadre de la démonstration de faisabilité pour l'évacuation des déchets de haute activité, exigée par la loi, elle a examiné un large spectre d'options géologiques différentes, au cours d'un long processus de sélection à partir de tout le territoire suisse. La sélection progressive a été accompagnée par les autorités fédérales. A la fin 2002, après des investigations complémentaires dans le Weinland zurichois, la Nagra a soumis aux autorités les rapports sur la démonstration de faisabilité. Celle-ci a été approuvée par le Conseil fédéral en janvier 2006. A ce stade, aucune décision sur le choix des sites n'est encore prise, mais la faisabilité d'un dépôt en couches géologiques profondes en Suisse est fondamentalement démontrée.
En surface, il y aura différents bâtiments d'exploitation occupant une surface d'environ 200 mètres sur 400 mètres. Ces bâtiments ressembleront à ceux de l'industrie ou de l'artisanat et pourront bien s'intégrer dans le paysage. Ils seront reliés aux installations souterraines par un tunnel d'accès. Le dépôt sera en outre équipé d'un puits vertical, dont les bâtiments auront une emprise en surface d'environ 100 fois 200 mètres.
En profondeur, un dépôt comprend des galeries de stockage pour les déchets de haute activité et de moyenne activité à vie longue, des infrastructures, un laboratoire souterrain et un dépôt pilote, où le comportement du dépôt profond sera surveillé et contrôlé sur la base d'une petite partie des déchets de haute activité stockés. Une surface d'environ un kilomètre sur deux sera nécessaire pour les galeries de stockage. Pour les implanter de manière sûre, la roche d'accueil doit posséder une extension d'au moins six kilomètres carrés, et une largeur minimale d'un kilomètre et demi.
Les éléments combustibles usés et les déchets de moyenne activité à vie longue seront aussi stockés dans le dépôt pour les déchets de haute activité.
Dans le cadre du plan sectoriel «Dépôts en couches géologies profondes», les autorités fédérales ont défini en 2008 une nouvelle procédure de sélection (critères et étapes). Un site doit être choisi en trois étapes. Au début de la première étape, la Nagra a proposé en automne 2008 six domaines d'implantation comportant quatre roches d'accueil différentes. Durant les années suivantes, les autorités de sécurité de la Confédération ont examiné ces propositions de domaines d'implantation et les ont approuvées. En automne 2011, le Conseil fédéral a également approuvé les domaines d'implantation et a décidé de les intégrer définitivement dans la procédure du plan sectoriel.
La Nagra poursuit la procédure en concrétisant les projets de dépôt, étudie et compare les différents sites possibles et propose ceux qui sont le plus adéquats de son point de vue. La population et les autorités des régions concernées peuvent participer à cette procédure. La Confédération et les cantons surveillent et accompagnent ces travaux. Les décisions finales d'approbation des sites choisis incombent au Conseil fédéral et au Parlement, et en dernière instance au peuple suisse (référendum facultatif). La décision sera prise probablement aux environs de 2020.
Une aire d'environ 150 par 350 mètres sera nécessaire en surface pour les bâtiments liés au dépôt profond. Ces bâtiments ressembleront à ceux de l'industrie ou de l'artisanat et pourront bien s'intégrer dans le paysage. Ils seront reliés aux installations souterraines par un tunnel d'accès. Le dépôt sera en outre équipé d'un puits vertical, dont les bâtiments auront une emprise en surface d'environ 100 fois 100 mètres.
Le dépôt en profondeur comprendra des cavernes pour le stockage des déchets de faible et de moyenne activité, un laboratoire souterrain ainsi qu'un dépôt pilote contenant une petite partie des déchets stockés et permettant de surveiller et de contrôler le comportement du dépôt. Pour un aménagement sûr des cavernes, la roche d'accueil doit avoir une extension d'au moins trois kilomètres carrés, et une largeur utile d'au moins un kilomètre.