Préambule

Avant d'étudier le laboratoire et son activité, je voudrais préciser quelques points. Plusieurs options étaient possibles (et le restent encore) en ce qui concerne le problème des déchets.
Le choix ou non du retraitement change les analyses car cela modifie les quantités et les emballages à traiter, même si le choix reste, in fine, un stockage en couches géologiques profondes.
De plus il n'est pas évident que le stockage profond soit la bonne solution, c'est la solution retenue actuellement mais rien ne prouve que cette voie soit la bonne.
Pour le stockage en profondeur (et les autres aussi d'ailleurs), l'eau est le vecteur du transfert de la radioactivité. Lorsque l'eau atteindra le site profond, elle sera l'agent de l'altération, puis de la détérioration, tout d'abord des emballages et ensuite des déchets eux-mêmes. L'eau chargée des radioéléments pourra regagner les eaux de surface après des processus lents mais inéluctables. Le risque présenté par cette eau dépendra, alors, de la nature des éléments radioactifs et de leur activité résiduelle.
En l'état des connaissances, le stockage profond soulève de multiples problèmes avec de multiples facettes tels que:
- des aspects scientifiques et techniques,
- des aspects économiques,
- le besoin de règles.
La phase laboratoire souterrain est, de fait, la dernière phase des processus d'études du stockage des déchets. On doit se souvenir que tout d'abord il faut faire des études sur échantillon puis sur petits sites. La mise en place des laboratoires souterrains se fera sur un site ou des sites, a priori, propices et considérés comme aptes au stockage.

Le laboratoire, sa nécessité, son apport aux problèmes des déchets

Il y a nécessité à développer des techniques de gestion des déchets qui minimisent le retour des radioéléments dans la biosphère. Le stockage en couches géologiques profondes que doit tester le laboratoire est-il suffisamment bien défini ?
Il n'est pas aisé de répondre à cette question. L'analyse des divers documents montre la complexité du sujet.
l'IPSN a étudié différents milieux à l'aide de petites unités dénommées LEMI (Laboratoires d'Etudes Méthodologiques et Instrumentales, nous reviendrons sur ces petites unités). Ces études menées depuis plus de 10 ans n'ont pas encore permis de disposer de modèles vraiment fiables permettant d'étudier un terrain. La géologie nous renseigne bien sûr le passé d'une région mais elle a du mal à nous prédire le futur.
Il n'est pas encore évident que le meilleur choix soit celui de l'enfouissement profond. En effet le suivi des déchets enrobés et installés dans une galerie dont l'accès n'est plus possible, une fois le bouchage du site effectué reste un point difficile. Cette solution peut être valable, éventuellement pour le court terme mais si on décèle une pollution que fera-t-on ? Si on est en cours de remplissage, l'accès aux galeries sera peut-être encore possible avec des robots. Si on est en phase terminale, on pourra suivre la pollution mais on ne pourra pas intervenir sur le site. Le site, une fois fermé on ne pourra que déplorer la pollution.
Il faut être conscient que, probablement on parviendra à assurer la sécurité des populations sur des décennies mais au-delà de quelques centaines d'années les prévisions deviennent très incertaines.
Le laboratoire est, donc, une inélégante solution pour éviter de se poser les questions de fond:
1) Ayons le courage de nous poser des questions sur notre consommation d'énergie et limitons notre production de déchets,
2) Ayons aussi le courage de prendre la solution d'entreposage des déchets pour assurer leur surveillance et éviter de polluer irrémédiablement le sous-sol.
Il est souvent affirmé que des laboratoires sont indispensables pour la recherche
- de matrices de déchets présentant la plus grande résistance possible à l'eau pour réduire les transferts de produits radioactifs,
- de surconteneurs résistants à l'eau et retardant la destruction des colis,
- de la meilleure roche d'accueil - argile, sel, granite, schistes-,
- de procédés d'obturation des galeries pour éviter qu'elles ne constituent des failles dans le confinement.
Ces études pourraient être faites avec les LEMI. Certaines ont d'ailleurs été menées, il faudrait faire des bilans avant de se lancer sur des échelles plus grandes.
Le dernier point est qu'il manque encore une règle du jeu bien définie pour étudier un site profond. Le Centre Manche a permis de mettre sur pied une Règle Fondamentale de Sûreté pour les sites de surface. Cette RFS n'existe toujours pas pour les sites profonds ce qui ne facilite pas la recherche d'une solution. La publication d'une règle très générale sur le sujet n'a pas clarifiée la situation mais laisse la porte ouverte à toutes les interprétations.

Analyses des résultats de l'IPSN avec les LEMI

L'IPSN a mené de nombreuses études sur le problème de l'efficacité des barrières géologiques vis-à-vis de la migration des déchets radioactifs. En 1992 une évaluation de ces études a été présentée au Comité Scientifique de l'IPSN.

1) Evaluation 1992

La majeure partie des travaux portaient sur le granite, une seule était sur l'argile au LEMI de Tournemine.
Les rapporteurs s'interrogeaient sur l'ensemble des études en notant l'absence de travail de synthèse, l'absence de comparaison avec des travaux internationaux.. Ils déploraient également que les études se bornent à accumuler des résultats sans faire apparaître les acquis et les manques.
Voici l'intégralité de leurs recommandations :
"L'objectif majeur des travaux réalisés dans les LEMI semble être de développer un savoir faire méthodologique et instrumental. Il paraît donc essentiel, qu'à la fin de chaque opération, soient tirées les leçons de l'expérience de façon à bien souligner les acquis et les questions laissées en suspens. En outre, une étude bibliographique devrait être entreprise systématiquement avant toute étude de terrain de façon à montrer en quoi le travail proposé est original et comment il fait avancer les connaissances.
La lecture de l'ensemble de ces travaux donne l'impression qu'un grand effort a été fait pour élaborer les éléments d'un puzzle mais que personne ne s'est soucié de l'assemblage des différents morceaux du puzzle. Certes le rapport Goguel " a le mérite d'énoncer un certain nombre de règles permettant de définir le cadre d'une étude de stockage profond. Mais qui se soucie de montrer comment les travaux effectués dans les LEMI permettent effectivement de répondre aux questions posées par l'application de ces règles ? Il nous semble qu'un document de synthèse sur les résultats acquis serait nécessaire, ne serait-ce que pour faire le point sur ce que l'on sait faire aujourd'hui et ce que l'on ne sait pas faire. Ce travail de synthèse devrait d'ailleurs intégrer les résultats obtenus sur les autres sites expérimentaux à l'étranger de façon à préciser la stratégie à suivre pour le futur.
Un moyen très efficace, et peut-être le seul, de montrer qu'un travail de recherche est solide est de le publier dans des revues à comité de lecture. Les rapporteurs font leur travail, et la qualité des études s'en trouvent presque toujours nettement accrue."

2) Synthèse 1994

Ces recommandations sévères ont abouti à un travail de synthèse présenté en février 1994 dont je vais tirer quelques extraits. L'auteur (Jean Claude Barescut) part du principe:
"une solution ne pourra être acceptable que si l'on peut prouver que son impact radiologique et les contraintes qu'elle impose aux populations actuelles et futures sont insignifiants."
Il en conclut:
"Une démonstration à ces échelles de temps et d'espaces [durée de vie le million d'années et perte d'efficacité sur quelques milliers d'années] ne peut reposer sur des expériences en vraie grandeur. Le recours à la modélisation est obligatoire pour faire une synthèse entre les expériences partielles et pour assurer les nécessaires transpositions d'échelles d'espace et de temps. "
Il ajoute que la responsabilité de la conception et de la mise en oeuvre des stockages est du ressort des exploitants et que la mission de l'IPSN est de conseiller les pouvoirs publics et d'évaluer les arguments des exploitants.
En conséquence l'IPSN doit développer ses moyens d'expertise et en particulier maîtriser la modélisation.
Un point important est le suivant
"Si les travaux sur la barrière géologique sont privilégiés actuellement c'est que tous les spécialistes s'accordent pour juger que c'est l'alternative la plus avancée et le passage obligé pour tout mode d'élimination... Les travaux seront réorientés, si nécessaires, en fonction de l'avancée éventuelle de solutions nouvelles ou du retour en grâce de solutions examinées autrefois." (souligné par le GSIEN)

Modélisations

Les modélisations ont été établies avec différents résultats physiques

1) La complexité des couplages
La migration des produits radioactifs est gouvernée par les mouvements de l'eau dans le sol. C'est un problème d'hydraulique mais vont intervenir aussi la dilatation de la roche, les colmatages chimiques, les effets thermiques, les mouvements tectoniques.

2) La perméabilité en milieu fracturé
"On arrive à établir quelques liaisons entre les grands mouvements subis par les massifs mais on est loin de pouvoir prédire la perméabilité d'un massif à partir de son histoire."
" Il y a d'ailleurs un problème de fond pour l'exploration d'un site de stockage potentiel car on ne peut se permettre de truffer le sol de forages d'exploration. "

3) L'effet thermo-hydro-mécanique
"Le principal problème des milieux fissurés est sans doute le chauffage par les déchets. "
" Il est impossible de représenter le réseau de fractures réelles mais les conclusions qualitatives sont sans ambiguïté : de larges fissures et un soulèvement du sol de quelques dizaines de cm sont à attendre d'un stockage type. Cela peut conduire à réduire la charge chauffante (espacement des colis, refroidissement préliminaire) ou à le placer plus en profondeur."

4) La chimie

"Le rassemblement des données existantes est un vaste travail mené à l'échelle internationale. La mesures des constantes manquantes, surtout lorsqu'elle doit se faire en laboratoire "chaud "ne progresse que très lentement. "

5) La géoprospective
Pour le stockage profond on mise sur " Un des critères de choix d'un site est justement d'éliminer les sites où ces effets [variation du niveau des mers, séismes, érosion, etc. ] sont envisageables... bien qu'on ne peut se contenter de considérer que les conditions externes resteront fixes."

Validation des modèles

Après cette revue des modélisations il aborde un point difficile, la validation des modèles.
"Trois voies s'ouvrent à nous pour valider les modèles. Le travail sur échantillon en laboratoire, le travail sur site [l'IPSN a appelé ses sites LEMI mais pour ne pas créer une confusion avec les laboratoires de l'ANDRA, ils seront dénommés sites d'études] en tentant de maîtriser les conditions expérimentales. Et enfin le travail sur le terrain dans des cas où la maîtrise des conditions est quasi nulle."
"le laboratoire est essentiel pour analyser les roches, mesurer les perméabilités, la conduction thermique" en un mot pour mettre en évidence les paramètres essentiels aux modèles.
En ce qui concerne le travail sur site citons notre auteur:
"Dès lors que l'on aborde des phénomènes où joue une variabilité spatiale, le travail sur le terrain devient indispensable. C'est également nécessaire pour être sûr qu'il n'y a pas de phénomènes ayant échappé au travail de laboratoire. Le travail sur terrain est indispensable pour valider les modèles de circulation.
Il y a une nuance importante entre deux types de laboratoires. Les premiers servent à la validation et à la progression des connaissances. On peut mettre dans cette catégories les études sur sites de l'IPSN... Une deuxième catégorie est celle pour laquelle on a tendance à réserver la dénomination - laboratoire souterrain -. Ce type de laboratoire, normalement de dimensions représentatives d'un stockage est avant tout destiné à vérifier qu'un site déterminé est apte au stockage. On élimine donc a priori tout emplacement pour lequel on a un doute sur son aptitude future. En principe, ne serait-ce que pour des questions de coûts, on devrait être sûr de disposer de modèles et techniques nécessaires avant d'entreprendre ce type de construction... En pratique, la phase d'exploration préliminaire offre encore des possibilités de validation. "
Ainsi il est rappelé "Du point de vue scientifique la limite est floue. La différence est dans la finalité : les premiers sont consacrés à l'avancement des sciences et techniques alors que les seconds, comme le médiateur le rappelle souvent sont des reconnaissances de sites et pourront se transformer en stockage s'il se confirme qu'ils sont adaptés. "
Toute la question est là : Sont-ce des véritables reconnaissances de sites et se retirera-t-on d'un de ces sites s'il s'avère inadéquat. Une claire réponse à une telle question clarifierait le débat.
Ce rapport nous présente un bilan sur Fanay et les milieux fissurés dans le granite. Il reste encore beaucoup de travail avant d'avancer dans la modélisation, en particulier sur la circulation de l'eau en milieu fissuré. On a une connaissance au point de forage et on ne sait pas du tout raccorder les forages entre eux.
Les milieux argileux (Mol en Belgique et Tournemine) sont présentés reposant sur le fait que "La perméabilité de l'argile est si basse qu'elle peut être considérée comme nulle. Le problème est donc comme pour le granite de prouver que des circulations ne peuvent court-circuiter l'argile saine. "

Voici les conclusions

"C'est à l'exploitant de choisir sa stratégie de protection et il est clair que s'il estime que sa démonstration peut se passer de faire appel aux propriétés protectrices de certains sous-systèmes, il a tout intérêt à cibler ses efforts sur les autres. Plus il arrivera à affiner ses marges sur les phénomènes qu'il prend en compte, plus il aura de latitude pour prendre de marge sur les phénomènes incertains. Par exemple, on a indiqué que la fracturation des milieux granitiques posait encore quelques problèmes de part la difficulté de repérer les fissures conductrices et à garantir qu'il ne s'en ouvrira pas d'autres. Il n'est pas impossible que des études ultérieures ne montrent que cette crainte est exagérée mais une façon de tourner la difficulté pourrait être de se reposer plus sur les qualités du colis de déchets (c'est l'option suédoise) ou de ses barrières ouvragées. L'exploitant peut aussi éviter la difficulté en préférant les milieux sédimentaires multicouches. L'exploitant n'est en fait soumis qu'à l'obligation de résultats et non de moyens. Quels que soient ses choix, il devra faire la preuve incontestable de l'efficacité de sa solution."
"Au stade où en sont les études il est donc sans doute trop tôt, aussi bien pour l'exploitant que pour l'IPSN, pour trop restreindre les domaines d'étude. L'exploitant a des projets importants, en particulier ceux demandés par la loi. L'IPSN doit optimiser son effort en se préparant à évaluer les propositions des exploitants mais aussi en justifiant sa compétence d'expert. Il faut, pour cela que ses modèles et leurs utilisateurs aient fait la preuve de leur validité pour les uns, de leur compétence pour les autres. Toutes ces raisons justifient que ce domaine clé bénéficie d'une attention soutenue et soit l'occasion de collaborations internationales autour de la modélisation et des activités de validation associées. "

Travaux de l'IPSN
Comment ce rapport se traduit-il dans les activités de l'IPSN ? Voici un aperçu de son programme pour 1995

Stockages profonds
- études des transferts en milieu argileux
Il faut comprendre en laboratoire les mécanismes de circulation de l'eau dans ce milieu très imperméable. L'approche passe par l'étude d'autres modes de transport que ceux liés à la perméabilité (diffusion et vérification des modes de transfert)...

- modélisation de l'influence des phénomènes géochimiques sur la circulation des radionucléides dans le milieu profond.
Il faudra approfondir la compréhension du couplage des phénomènes chimiques aux phénomènes hydrologiques et thermiques.

- modélisation des transferts dans la biosphère
L'effort doit porter sur l'intégration des connaissances radioécologiques, utiles dans le cas de l'impact des stockages de déchets, avec en particulier deux aspects : assimilation par les végétaux et les animaux, définition des biosphères de référence à une échelle de temps inhabituelle...

- étude des transferts en milieu fissuré
Le granite est le meilleur exemple pour ce type de milieu. On sait actuellement décrire les fractures, mais on ne connaît pas leur comportement sous sollicitation thermomécanique...

- modélisation de la probabilité d'extension de la calotte glacière et modélisation de l'érosion.

En guise de conclusion
Il y a eu une mise à plat des programmes, des résultats. Beaucoup de travaux sont en cours:
IL EST URGENT D'ATTENDRE car aucune conclusion ne se dégage et il reste beaucoup à faire pour cerner l'ensemble du problème du stockage des déchets.
L'ANDRA devrait s'inspirer des travaux de l'IPSN pour se définir une stratégie à la mesure du problème.
Le CEA puis l'IPSN ont fourni un effort pour étudier le stockage des déchets mais d'une part la plupart des études ont porté sur le stockage en surface et sur le stockage profond. Beaucoup de voies n'ont pas été explorées par conviction intime des acteurs ou par manque de moyens. Le laboratoire souterrain, tel qu'il est défini par l'ANDRA, est une étape ultime. Il n'est pas actuellement possible de faire un tel choix.

Qu'apporte le laboratoire à ces résultats ?
Peut-on exploiter les résultats des LEMI pour définir un laboratoire ?

Dans l'état actuel du dossier il est prématuré de songer à un laboratoire puisque, comme le souligne le rapport de l'IPSN le choix du site doit être quasiment un choix définitif. Le laboratoire ne pourrait valider que des modélisations et des études déjà très avancées. Ce n'est pas le cas, il est donc préférable de continuer des études avec des LEMI pour valider les études de laboratoire. Il ne faut pas précipiter le stockage en profondeur. Il faut assurer un entreposage sûr, effectuer des recherches sur les emballages, s'assurer de leur tenue. Les transferts dans les plantes et les animaux doivent être continués en particulier avec les résultats de Tchernobyl. De même les dernières études de la CIPR, de l'AIEA doivent être prises en compte pour évaluer l'impact d'un site. C'est en cours mais le travail est complexe car certains termes comme celui des facteurs de transfert restent incertains.
D'autre part une consultation des populations est indispensable, consultation ouvrant les dossiers et permettant les questionnements.
Pourtant à la dernière réunion du CSSIN (Conseil Supérieur de Sûreté et d'Information Nucléaire) d'octobre l'ANDRA a présenté son programme.
Quatre départements se sont dégagés suite à la médiation du député Christian Bataille.
L'ANDRA mène des études pour établir la géométrie possible des sites. Des études sont en cours pour vérifier l'écoulement des eaux. On essaie aussi d'évaluer la stabilité des sites pressentis et leurs ressources naturelles pouvant entraîner une intrusion ultérieure.

Dans la Meuse: 2 forages profonds sont prévus. Un est réalisé, l'autre est programmé en décembre 1994.

Dans le Gard : un forage profond de 885m a été réalisé à Marcoule.

Dans la Vienne : 11 forages entre 300 et 600 m dans le granite sont programmés pour 1994.

Si le travail en laboratoire et sur site avaient permis l'élaboration de modèles et une compréhension de tous les phénomènes on pourrait être à la phase laboratoire. Ce n'est pas le cas.
Les LEMI ont permis, après de nombreux efforts, de pointer le manque de modélisation, le manque de bilan. Il s'est dégagé une série d'expériences à réaliser en petits sites avant toute autre approche. L'IPSN a un programme cohérent, qu'elle le réalise.
L'idée d'un laboratoire n'a pas de cohérence scientifique c'est juste un moyen de faire croire que le problème des déchets a une solution. Le problème reste entier. Il est illusoire avec un problème à autant de variables d'imaginer qu'une réalisation taille 1 va améliorer la compréhension, Il vaut mieux tester chaque paramètre et seulement ceux ci fixés passer à une réalisation industrielle.
l'ANDRA peut et même doit mener des études conjointement avec l'IPSN ou seule mais le programme qu'elle a présenté au CSSIN est prématuré. Il est loin d'être certain que l'on doive stocker en profondeur, l'apport d'un laboratoire à ce sujet ne paraît pas décisif. Par contre l'étude en petits sites est mieux adaptée pour définir les paramètres, pour fixer des variables.
Les LEMI peuvent servir à la compréhension des phénomènes c'est donc une voie à explorer et finaliser. Par contre la mise en route d'un énorme laboratoire est une aberration en l'état des connaissances.

La Gazette Nucléaire n°139/140, janvier 1995.