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La Nagra déposera probablement une demande d’autorisation générale pour un dépôt de couches géologiques profondes auprès de la Confédération en 2024. Ensuite, l’IFSN examinera le rapport de sécurité correspondant. L’évaluation des incertitudes qui subsistent sur les données et la compréhension des processus est essentielle pour l’IFSN.
La loi sur l’énergie nucléaire prescrit qu’en Suisse les déchets radioactifs doivent être stockés dans des dépôts en couches géologiques profondes. La recherche d’un site d’implantation approprié est régie par le plan sectoriel « Dépôts en couches géologiques profondes ». C’est probablement en 2024 que la Société coopérative nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Nagra) déposera auprès de la Confédération une demande d’autorisation générale pour un dépôt en couches géologiques profondes. Deux documents de la demande sont essentiels pour l’évaluation de la sécurité par l’IFSN : premièrement, le rapport justifiant le choix du site et, deuxièmement, le rapport de sécurité accompagné du justificatif de sécurité pour le site choisi. Les prescriptions légales et la réglementation de l’IFSN prévoient que l’aptitude géologique du site soit démontrée par des données et une compréhension des processus en cours.
L’aptitude du site à accueillir un dépôt en couches géologiques profondes doit être confirmée par des études géologiques et un niveau de connaissances suffisant sur les éléments, propriétés, événements et processus pertinents pour la sécurité doit être disponible pour l’autorisation générale : le plan sectoriel fixe 13 critères techniques de sécurité. C’est sur la base de ces critères que l’aptitude du site est évaluée.
Minimiser les incertitudes sur la conception du dépôt en couches géologiques profondes
Le système de stockage en profondeur doit être conçu de manière robuste par rapport à l’influence des incertitudes : le choix d’une roche d’accueil appropriée et de ses roches encaissantes garantit déjà que les éventuelles doses reçues par la population sont largement inférieures au critère de protection pour la phase post-fermeture (0,1 mSv par an). Mais la conception du dépôt en couches géologiques profondes permet également de minimiser l’incertitude globale du système de stockage en profondeur ; par exemple, en augmentant la distance entre les conteneurs de stockage final des déchets hautement radioactifs. Cela permet de réduire la température dans l’environnement du dépôt en couches géologiques profondes et par conséquent les interactions dans la roche d’accueil.
Réduire les incertitudes grâce à une analyse systématique
Dans la pratique en matière de surveillance, les décisions prises lors de l’élaboration du projet et de la réalisation du dépôt en couches géologiques profondes sont examinées sous l’angle de leur pertinence pour la sécurité en tenant compte des incertitudes liées aux données, aux processus, aux concepts modélisés et même aux scénarios de développement très improbables. Afin de démontrer l’efficacité du système de barrières, des développements peu probables ou même purement hypothétiques (cas « what if ») sont donc également considérés.
Conformément aux prescriptions de la directive ENSI-G03 et aux exigences pour l’étape 3, les analyses de sécurité pour la comparaison des sites et le justificatif de sécurité des dépôts en couches géologiques profondes doivent comprendre au moins les aspects suivants : premièrement, une analyse systématique des incertitudes existantes sur les données, les processus et les modèles et, deuxièmement, le calcul de la plage de variation du rejet de radionucléides ou des doses qui en résulte. Les conclusions de la comparaison des sites et du justificatif de sécurité doivent être valables en tenant compte de la variabilité et des incertitudes existantes.
Justificatif de sécurité : les incertitudes doivent être signalées dans le rapport de sécurité
La manière dont les incertitudes sont gérées fait également partie du justificatif de sécurité. La robustesse du dépôt en couches géologiques profondes et de son environnement ainsi que l’insensibilité à une multitude de scénarios de développement possibles doivent notamment être démontrées. L’IFSN y accorde une attention particulière lors de l’examen. L’objectif est de mettre en évidence les incertitudes, d’évaluer leur influence possible sur la sécurité et de les réduire autant que nécessaire.
Le rapport de sécurité est le document central pour le justificatif de sécurité dans les procédures d’autorisation. Il constitue une base pour la décision relative à la demande d’autorisation générale. Le rapport de sécurité décrit le projet de dépôt en couches géologiques profondes et contient la preuve de la sécurité de l’exploitation et à long terme. La pertinence des incertitudes existantes en matière de sécurité y est notamment démontrée.
L'IFSN en dialogue – atelier AEN « Building Confidence in the Face of Uncertainty : The Role of the Safety Case »
Un atelier international organisé les 18 et 19 mai 2022 à Berne a été consacré à l’importance du justificatif de sécurité lors de la réalisation de dépôts en couches géologiques profondes et donc à la question de savoir comment gérer les incertitudes : « Building Confidence in the Face of Uncertainty : The Role of the Safety Case ». Deux organes de l’Agence pour l’énergie nucléaire (AEN) sont à l’origine de cet atelier : d’une part, l’organe consultatif technique de l’AEN sur la gestion des déchets radioactifs en couches géologiques profondes, le Groupe sur l’intégration du dossier de sûreté (IGSC) et, d’autre part, l’organe spécialisé de l’AEN pour les méthodes participatives permettant d’impliquer le public dans la gestion des déchets, le Forum sur la confiance des parties prenantes (FSC).
Outre l’IFSN, l’Office fédéral de l’énergie et la Nagra étaient les hôtes de la rencontre à Berne. Lors de la manifestation, l’IFSN a notamment fait des remarques sur l’importance de l’évaluation systématique des incertitudes sur les données et la compréhension des processus et sur la manière dont on peut en tirer des enseignements pour les étapes suivantes de la réalisation d’un dépôt en couches géologiques profondes.
L’étude systématique de l’influence des incertitudes sur la sécurité à long terme sert à renforcer la validité des affirmations relatives à la sécurité à long terme, à mettre en évidence les futurs besoins en matière de recherche et à optimiser la conception du dépôt en couches géologiques profondes. Les analyses de sensibilité et d’incertitude fournissent de précieuses indications sur les études supplémentaires et les développements de méthodes éventuellement nécessaires pour réduire les incertitudes existantes sur les valeurs d’entrée et les modèles.
Réduire les incertitudes grâce à la recherche
Pour la réalisation d’un dépôt en couches géologiques profondes, les questions ouvertes liées à la sécurité doivent être clarifiées de manière exhaustive. Le rapport sur le programme de recherche, de développement et de démonstration des responsables de la gestion des déchets donne des informations sur la recherche et la collecte de données encore nécessaires. Le rapport dit RD&D (Research, Development and Demonstration) de la Nagra est examiné par l’IFSN et doit être actualisé au moins tous les cinq ans.
De son côté, l’IFSN mène et soutient dans le domaine de la gestion des déchets des recherches réglementaires sur la sécurité, des projets qui permettent d’identifier les domaines potentiellement problématiques, d’élaborer d’éventuelles améliorations, de réduire les incertitudes et d’optimiser les procédures. Les projets de recherche fournissent des bases et des outils, tels que des programmes de simulation pour les analyses de sécurité, dont l’IFSN a besoin pour accomplir ses tâches.
Les projets de recherche de l’IFSN sur le dépôt en couches géologique profondes traitent ainsi des propriétés des roches pertinentes, de la conception et de la surveillance d’un dépôt en couches géologiques profondes et des processus susceptibles de compromettre la sécurité d’un dépôt en couches géologiques profondes à long terme.
Propriétés en fatigue et en fluage du matériau de la gaine
Les gaines des barres de combustible utilisées dans les réacteurs à eau légère sont généralement fabriquées en alliage de zirconium. Les effets de l’hydrogène présent dans le matériau de la gaine doivent être étudiés par des travaux de recherche sur ses propriétés en fatigue et en fluage.
Comme un dépôt en couches géologiques profondes ne sera pas disponible avant plusieurs décennies, le stockage intermédiaire à sec de longue durée fait l’objet d’une attention croissante. Le projet de recherche NEA SMILE doit aider à établir des prévisions sur le comportement des assemblages combustibles dans les conteneurs de transport et d’entreposage. Une recherche plus approfondie sur les propriétés en fluage et en fatigue des gaines irradiées (projet NEA FIDES) est donc une conséquence logique. Les travaux de recherche visent à évaluer l’ampleur et les effets sur les propriétés en fatigue et en fluage, afin de pouvoir tirer des conclusions sur l’intégrité de la gaine lors du stockage à sec de longue durée des assemblages combustibles usés.
Les études fournissent une excellente base de connaissances sur l’état des assemblages combustibles avant le stockage intermédiaire à sec. Ces connaissances sont nécessaires pour vérifier de manière indépendante le respect des critères de sécurité actuellement en vigueur pour le stockage intermédiaire et pour évaluer les marges de sécurité par rapport aux mécanismes de dommages possibles. Ces travaux sont également pertinents pour étudier les effets possibles du stockage intermédiaire prolongé jusqu’à la mise en service du dépôt en couches géologiques profondes.
Propriétés de la roche d’accueil – Expériences au laboratoire souterrain Mont Terri
Le laboratoire souterrain du Mont Terri à Saint-Ursanne (canton du Jura) joue un rôle central dans le programme suisse de gestion des déchets. Les expériences qui y sont menées fournissent des bases importantes sur les propriétés des argiles à Opalinus et donc sur l’évaluation de la sécurité et de la faisabilité technique d’un dépôt en couches géologiques profondes dans cette roche d’accueil. Elles permettent d’acquérir des connaissances importantes sur la nature des roches, la mécanique des roches, l’hydrogéologie et la géochimie ainsi que sur la capacité de confinement d’une roche d’accueil riche en argile.
Projet DECOVALEX – Processus couplés thermiques, hydrauliques, mécaniques et chimiques
Le projet DECOVALEX est une collaboration de recherche internationale coordonnée par le « Lawrence Berkeley National Laboratory ». Il vise à approfondir la compréhension des processus thermiques, hydrauliques, mécaniques et chimiques couplés dans les systèmes géologiques et à améliorer la capacité à modéliser numériquement ces processus. DECOVALEX signifie « DEvelopment of COupled models and their VALidation against EXperiments in nuclear waste isolation ». Le projet a contribué de manière décisive au développement, à l’amélioration et à l’application de programmes de calcul pour la modélisation numérique de processus couplés. Le projet implique des responsables de la gestion des déchets, des autorités de surveillance et des instituts de recherche de différents pays d’Europe, d’Asie et d’Amérique.
L’IFSN se penchera de manière approfondie sur les processus couplés thermiquement, hydrauliquement et mécaniquement dans la zone proche des conteneurs de stockage en couches géologiques profondes pour déchets hautement radioactifs, afin de mieux comprendre les éventuels processus essentiels pour la sécurité et de pouvoir évaluer l’importance des incertitudes.