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Stockage en profondeur des déchets radioactifs

Stockage en profondeur des déchets radioactifs

Définition stockage en profondeur

Le terme « stockage en profondeur » désigne « le stockage à une profondeur appropriée afin d’assurer la gestion à long terme des déchets radioactifs concernés par cet arrêté ». Le dépôt de combustible usé ou de déchets radioactifs est placé dans une installation, sans intention de retrait ultérieur mais sans préjudice de la possibilité de procéder, le cas échéant, à leur récupération.

Situation en Belgique : politique nationale pour la gestion à long terme des déchets de haute activité et/ou de longue durée de vie

La transposition en droit belge de la directive 2011/70/ EURATOM du Conseil du 19 juillet 2011, établissant un cadre communautaire pour la gestion responsable et sûre du combustible usé et des déchets radioactifs, a été réalisée par une modification de l’article 179 de la loi du 8 août 1980. Cette transposition instaure la nécessité de mettre en place des politiques nationales en matière de gestion des déchets radioactifs et du combustible usé. Ces politiques nationales sont fixées par arrêté royal délibéré en Conseil des ministres, sur proposition de l’ONDRAF et après avis de l'Agence fédérale de Contrôle nucléaire (AFCN).

Avis AFCN relatif au projet d'arrêté royal relatif sur la gestion à long terme des déchets hautement radioactifs et/ou à longue durée de vie (mai 2021)

À la demande des ministres de l'Énergie et de l'Économie et du Travail, l'Agence fédérale de Contrôle nucléaire (AFCN) a rendu son avis sur la gestion à long terme des déchets hautement radioactifs et/ou à longue durée de vie. L'AFCN est favorable au stockage en profondeur pour gérer ce type de déchets. 

La plupart des pays européens qui produisent des déchets nucléaires ont déjà défini une stratégie concernant la destination finale des déchets radioactifs de haute activité et/ou à longue durée de vie. La Commission européenne a attiré l'attention à plusieurs reprises sur l'absence de politique nationale belge relative à la gestion à long terme des déchets radioactifs de catégorie B et C. L’AFCN estime qu'il est important que la Belgique prenne une position bien définie sur cette question afin d'éviter de reporter la responsabilité sur les générations futures et de laisser à long terme les déchets dans des installations d’entreposage temporaire en surface.

L'ONDRAF propose d'opter pour le stockage en profondeur. L'ONDRAF a soumis le principe du stockage géologique à la consultation de la population et de plusieurs autorités compétentes, dont l'AFCN, d'avril à juin 2020. Après analyse de la proposition, l'AFCN a déjà manifesté son soutien au principe du stockage en profondeur (voir l'avis de l'AFCN de juin 2020). L’AFCN avait émis des commentaires, mais ceux-ci ont été, entre-temps, pris en compte dans le projet d'arrêté royal.

L'AFCN préconise également un processus par étapes, permettant à chacune de celles-ci, de vérifier si les conditions sont remplies pour passer à l’étape suivante. Les prochaines étapes comprennent notamment la définition du processus de décision, la définition des modalités de réversibilité, de récupérabilité et de monitoring, et le choix du ou des sites de stockages géologiques. Cette approche par étapes est également reprise dans le projet d'arrêté royal.

Avis AFCN relatif au plan de gestion à long terme des déchets conditionnés de haute activité et/ou de longue durée de vie et le rapport d'incidences sur l'environnement qui l'accompagne (juin 2020)

Le 15 avril 2020, l'ONDRAF a soumis pour avis à l'AFCN le plan de gestion à long terme des déchets conditionnés de haute activité et/ou de longue durée de vie en Belgique, le rapport d'incidences sur l'environnement qui l'accompagne et le résumé non technique de celui-ci. L'ONDRAF/NIRAS a lancé une consultation publique au même moment.

Le plan, le rapport d'impact environnemental qui l'accompagne et le résumé non technique sont disponibles en néerlandais, en français et en allemand sur le site web de l'ONDRAF/NIRAS : https://www.niras.be/sea2020.

L'avis de l'AFCN a été transmis à l'ONDRAF le 11 juin 2020. L’AFCN a rédigé cet avis en consultation avec son Support Technique Bel V. Il se limite aux aspects qui relèvent de la compétence de l’AFCN, à savoir la sûreté et la sécurité nucléaire. Il ne préjuge en rien de la position de l’AFCN lors des prochaines étapes du processus décisionnel, y compris l’éventuelle demande d’autorisation pour un stockage géologique et son rapport d’incidences environnementales.

L’AFCN est d’avis que le stockage géologique, que ce soit en galeries ou forages profonds, constitue l’option de gestion à long terme la plus sûre pour les déchets radioactifs de haute activité et/ou de longue durée de vie, tenant compte de l’état de l’art. En effet:

  • un stockage repose à terme sur des mesures exclusivement passives appropriées à ces déchets ;
  • ce type de déchets nécessite un niveau de confinement et d’isolation qui ne peuvent être offerts que par une formation géologique à une profondeur adéquate ;
  • cette option permet de limiter les charges aux générations futures et de s’affranchir au mieux des incertitudes contextuelles.

L’AFCN remarque néanmoins que lors des étapes ultérieures du processus décisionnel, la sûreté d’un stockage géologique sur le territoire belge ou multinational devra encore être démontrée. Cette démonstration devra être faite sur base de dossiers de sûreté dans le cadre d’un processus décisionnel à définir.

Les installations d’entreposage ne constituent de facto pas une solution définitive étant donné que « l’intention de retrait des déchets » est inhérente à leur conception. Elles constituent cependant une étape de gestion des déchets dans l’attente de la mise en œuvre d’un stockage. Il est important de ne pas étendre la durée de l’entreposage des déchets au-delà de la période nécessaire à leur stockage. En effet, les risques radiologiques de ces installations augmentent avec les durées d’entreposage considérées.

Les technologies nucléaires avancées telles que la séparation et la transmutation sont en cours de développement dans le cadre du retraitement et de la fermeture du cycle du combustible usé et ne couvrent donc pas l’ensemble des types de déchets de haute activité ou de longue durée de vie, pour lesquels une solution de gestion à long terme est recherchée. Elles ne permettront pas non plus de réduire leur toxicité à un niveau suffisamment bas, en ce compris sur le long terme, que pour autoriser leur stockage en surface. Ces technologies n’offrent donc pas une alternative en tant que telle au stockage géologique mais pourraient être considérées par exemple dans le cadre de la réduction de l’inventaire radiologique à stocker sur le long terme.

Les autres options de gestion (ex. stockage en mer, dans une calotte glaciaire ou dans l’espace) peuvent être d’emblée exclues sur base d’arguments purement légaux ou de risques non maîtrisables liés à la sûreté. 

Il est important qu’une politique nationale pour la gestion à long terme des déchets radioactifs de haute activité et/ou de longue durée de vie, résultant des pratiques nucléaires en Belgique, soit établie au plus tôt. Le fait de ne rien décider à court terme pour ce type de déchets reviendrait à reporter davantage la responsabilité de leur gestion sur les générations futures et à augmenter les risques associés à l’exploitation des entreposages.

Avis AFCN relatif au programme national de gestion du combustible usé et des déchets radioactifs (avril 2015)

Dans son avis relatif au programme national de gestion du combustible usé et des déchets radioactifs, l'AFCN a formulé les recommandations suivantes concernant l'établissement des Politiques Nationales.

Sur base des documents actuellement disponibles, les Politiques Nationales relatives à la solution de gestion à long terme des déchets B&C devraient se limiter à une décision de stockage géologique incluant les options « galeries de stockage » et « forages profonds».

Les décisions relatives à la formation hôte doivent résulter de la mise en œuvre du principe d'optimisation de la protection conformément au RGPRI et aux recommandations internationales.

Les formations les plus optimales du point de vue de la sûreté doivent être identifiées à partir d'une comparaison systématique des formations potentiellement favorables sur base d'attributs de sûreté clairement identifiés.

Les étapes du processus décisionnel relatif au stockage géologique doivent au minimum contenir les décisions suivantes :

  • sélection d'une ou plusieurs formations hôtes ;
  • sélection du site ou des sites ;
  • décisions associées au processus d'autorisation.

Selon l’AFCN, les décisions relatives à ces étapes doivent être supportées par un dossier de sûreté. Ce dossier de sûreté doit notamment inclure une évaluation de sûreté montrant le caractère approprié de la formation hôte et son environnement géologique ainsi que le processus d'optimisation de la protection qui a mené à la sélection de la formation hôte et/ou du site.

Avis relatif au plan déchets  et à l’évaluation des incidences sur l'environnement (février 2011)

L'objectif du Plan Déchets et de l’évaluation des incidences sur l'environnement (EIE) consiste à examiner, d'une part, les options de gestion possibles concernant les catégories de déchets pour lesquelles il n'existe actuellement aucune politique institutionnelle en matière de gestion à long terme et, d'autre part, l’impact de ces options.

Dans ces documents, l’ONDRAF préconise le stockage en profondeur dans une couche d’argile peu indurée en tant que solution de gestion appropriée pour protéger durablement l’homme et l’environnement contre les risques liés aux déchets de haute activité et/ou de longue durée de vie.

L’AFCN a remis un avis sur le plan déchets et l’EIE. L’AFCN est d’avis que le stockage géologique de déchets de catégorie B et C est, dans l’état des connaissances actuelles, la solution la plus sûre pour garantir la sûreté à moyen et long terme et limiter la charge pour les  générations futures grâce au caractère passif de la sûreté du stockage.

En effet, un entreposage en surface de déchets de haute activité et/ou de longue durée de vie (déchets de catégorie B&C), que ce soit en attendant la mise au point de nouvelles techniques ou pour une durée de plusieurs siècles, ne peut pas se justifier pour les raisons suivantes :

  • Cela représenterait une charge permanente et de longue durée pour les générations futures, à savoir surveillance, maintenance, etc.
  • Cette solution nécessiterait le maintien des connaissances en la matière et l’organisation continue des formations ;
  • Le risque potentiel de pratiques malveillantes est plus élevé qu'avec d'autres options (géologiques) puisque les matériaux sont facilement accessibles en surface ;
  • Le volume de déchets radioactifs ne ferait qu'augmenter en raison du reconditionnement et il nécessiterait donc, au fil du temps, une capacité d'entreposage toujours plus grande ;
  • Comme, de toute façon, il convient de chercher une solution définitive de stockage des déchets radioactifs ultimes, le fait de rien décider aujourd'hui pour ce type de déchets reviendrait à reporter la responsabilité sur les générations futures.

En ce qui concerne le stockage géologique dans une couche d’argile peu indurée, l’AFCN est d’avis qu’il n'est actuellement pas possible de prendre une décision sur la formation hôte. En effet, même si aucun argument ne remet en question la capacité de confinement de l’argile de Boom, il n'existe aucune argumentation technique et scientifique similaire pour d'autres formations hôtes potentielles. L'AFCN pense dès lors qu'il est souhaitable de mener des études directrices (screenings) sur des formations hôtes potentielles pour lesquelles il existe actuellement peu d'informations et de poursuivre en parallèle le programme de RD&D sur le caractère approprie de l’argile de Boom. Les aspects de confinement mais également d'isolation, visant à protéger l’homme et l’environnement contre l’exposition aux déchets, doivent faire partie intégrante de l’évaluation technique et scientifique globale de la formation hôte dans son environnement en tenant compte des exigences, principes et recommandations applicables au niveau national et international (AFCN, AIEA, CIPR ... ).

Préparation de la review réglementaire du premier ‘Safety and Feasibility Case’

L’ONDRAF a l’intention de produire un premier rapport de sûreté appelé « SFC1 » (Safety and Feasibility Case 1). Ce document contiendra notamment l’application des méthodologies de sûreté, l’état de la connaissance phénoménologique ainsi que la présentation du design retenu. Dans ce contexte, l'AFCN a continué à développer la réglementation existante (projets d’arrêtés royaux, guides,...) relative à la sûreté des stockages géologiques. Cette réglementation est nécessaire au développement du SFC1 et au futur programme national. En effet, elle fixera les objectifs et principes de sûreté et de sécurité ainsi que les exigences à respecter dans le cadre du développement et de l’implémentation d’un stockage géologique. La réalisation d’une étude de sûreté et de faisabilité nécessite une concertation entre l’ONDRAF et l’autorité de sûreté. Ces échanges permettent de s’assurer que les objectifs et les méthodologies correspondent aux attentes de l'AFCN en matière de sûreté. À cette fin, l’ONDRAF et l’AFCN ont signé un programme de travail, définissant les thématiques sur lesquelles la concertation doit porter. Parmi celles-ci figurent les instruments méthodologiques que l’ONDRAF mettra en œuvre pour étudier la sûreté dans le cadre du SFC1.

Programme de recherche indépendant de l’AFCN et Bel V concernant la sûreté de la gestion à long terme des déchets radioactifs de haute activité et/ou de longue durée de vie - SRN

Vu le caractère complexe et inédit des stockages géologiques de déchets radioactifs et la nécessité pour l’autorité de sûreté de construire sa propre expertise afin de pouvoir évaluer les dossiers de sûreté soumis par l’ONDRAF, l’AFCN et Bel V mettent en œuvre un programme de recherche indépendant (appelé Strategic Research Needs - SRN) de celui de l’ONDRAF. C’est dans ce contexte que l'AFCN et Bel V mènent des recherches indépendantes pour :

  • conserver un socle de connaissances suffisamment étendu et solide afin de s’assurer que les exigences de sûreté qu’ils émettent sont bien fondées et adéquates;
  • développer et maintenir à jour leurs compétences techniques et scientifiques;
  • être en mesure de porter un regard critique sur les arguments du développeur/exploitant de l’installation de stockage.

Le SRN constitue, pour les années en cours et à venir, le cadre pour développer et maintenir l’expertise et les outils nécessaires à l’examen indépendant par l’AFCN et Bel V des dossiers relatifs à la gestion des déchets de catégories B & C.

Le SRN est structuré selon les cinq thèmes clefs (Fig. 1) suivants :

  • la caractérisation des composants importants pour la sûreté ;
  • les phénomènes importants pour la sûreté ;
  • la stabilité à long terme ;
  • le design et la faisabilité technique ;
  • l’évaluation de sûreté.

FIg 1 : Thèmes clefs abordés dans le SRN

Le SRN est un document vivant, qui évoluera tout au long du cycle de vie du programme de gestion des déchets en fonction de l'évolution du processus décisionnel et de la compréhension scientifique des phénomènes importants pour la sûreté. A ce stade du programme, l'accent est mis sur les activités de R&D relatives :

  • à la sélection de la formation géologique hôte et de son environnement géologique et aux aspects spécifiques de la sûreté opérationnelle et à long terme ayant une implication directe sur la sélection de cette formation et du site de stockage ;
  • à la possibilité de stocker les déchets dans des forages profonds ;
  • aux aspects de sûreté opérationnelle et à long terme pouvant influencer le design d’une installation de stockage.

Collaborations internationales en matière de stockages géologiques des déchets radioactifs

Projet SITEX (Sustainable network for Independent Technical EXpertise on radioactive waste management)

La directive 2011/70/Euratom du Conseil européen du 19 juillet 2011 établit un cadre communautaire pour la gestion responsable et sûre du combustible usé et des déchets radioactifs. Elle stipule qu’il est communément admis que, sur le plan technique, le stockage définitif en couches géologiques profondes constitue la solution la plus sûre et la plus durable en tant que stade final de la gestion des déchets de haute activité et du combustible usé considéré comme déchets.

Le projet SITEX entend constituer un réseau chargé d’harmoniser les stratégies européennes et de développer une expertise technique en matière d’installations de stockage des déchets radioactifs en couche géologique profonde. SITEX regroupe 15 organisations : des organismes techniques de sûreté (OTS) et des autorités de sûreté, ainsi que des spécialistes des milieux scientifiques. SITEX aide à définir les conditions nécessaires au développement d’un réseau durable d’expertise technique. SITEX se veut indépendant des producteurs et des gestionnaires de déchets.

WENRA - Safety Reference Levels (SRL) en matière de stockages définitifs

L'AFCN a participé à l’établissement des critères de référence spécifiques aux stockages définitifs de déchets radioactifs, émis par WENRA (Western European Nuclear Regulators Assiciation). Ceux-ci couvrent les domaines les plus importants de la sûreté tels que la gestion de la sûreté, le développement du stockage définitif, l’acceptation des déchets et la vérification de la sûreté. L’association WENRA a publié un rapport reprenant ces critères de référence en décembre 2014.

Collaboration avec l'IRSN (Institut de radioprotection et de sûrété nucléaire) concernant le stockage géologique

Dans le cadre de ses missions, l'AFCN est amenée à examiner les décisions relatives au stockage géologique de déchets radioactifs. Les scellements assurant la fermeture des stockages sont essentiels pour assurer la sûreté. L'AFCN a donc prévu de cofinancer avec l’IRSN (Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire – France), une étude concernant la caractérisation expérimentale et la modélisation du comportement hydromécanique d’un matériau composé d’un mélange de poudre/pellets de bentonite. Les modèles développés permettront, entre autres, de réaliser des simulations spécifiques au programme belge et de mettre en évidence les processus les plus importants pour la sûreté. Cela concerne notamment la maîtrise des possibles écoulements d’eau vers les nappes aquifères supérieures et la biosphère à long terme. Cette étude a débuté en octobre 2014 et dure trois ans.

Collaboration avec le laboratoire souterrain Mont Terri

L'AFCN est membre du consortium du laboratoire souterrain de Mont Terri composé de 21 partenaires (pays européens, USA, Canada, Japon) regroupant des régulateurs (dont ENSI - Suisse et BASE - Allemagne), des agences de gestion de déchets et des centres de recherche nucléaire et non-nucléaire. Le budget annuel investit par l’AFCN est de l’ordre de 170.000€ sur un total pour l’ensemble des partenaires de 3 à 5 M€.

Cette collaboration donne accès à l’ensemble des résultats produits par les partenaires. Elle est essentielle à l’acquisition et le développement d’une expertise scientifique et technique indépendante, à la formation de nos collaborateurs, à l’anticipation et l’analyse des problèmes scientifiques et techniques, et au partage avec la communauté internationale.

L’AFCN coordonne une expérience de migration sous gradient thermique, DR-C (Fig. 2). Il est en effet important d’étudier l’effet de la température sur la migration des radionucléides en particulier dans le scénario pénalisant d’une perte prématurée d’intégrité des containers. Peu de données in-situ existe sur cette thématique.


Fig 2 : Design de l'expérience DR-C

L’AFCN participe également à d’autres expériences visant notamment à étudier :

  • l’interaction entre bitume, nitrate et argile ;
  • l’interaction entre ciment et argile ;
  • les principaux mécanismes de transport de l’hydrogène gazeux dans l’argile.

Integration Group for the Safety Case (IGSC)

L'AFCN est membre de l’IGSC (Integration Group for the Safety Case, un groupe de travail de l’Agence pour l’Energie Nucléaire (AEN) de l'Organisation de Coopération et de Développement Economiques (OCDE). La mission de l’IGSC est d’établir des recommandations dans le cadre du développement de dossiers de sûreté de stockages définitifs. Le groupement constitue également une plateforme d’échange entre experts de la sûreté.

AIEA-GEOSAF (International Intercomparison and Harmonisation Project on Demonstration of Safety of Geological disposal)

L'AFCN participe à la seconde phase du projet GEOSAF (International Intercomparaison and Harmonization Project on Demonstration of Safety of Geological disposal), initié par l’AIEA dans le but de parvenir à une compréhension commune concernant la sûreté opérationnelle d’un stockage géologique, tout en y intégrant la sûreté à long terme (post-fermeture du stockage).

AIEA-HIDRA (Human Intrusion in the context of Disposal of Radioactive Waste)

L'AFCN participe au projet HIDRA (Human Intrusion in the context of Disposal of Radioactive Waste), en contribuant notamment au groupe de travail “WG.3 : Protective measures”. L’objectif du projet est de fournir des recommandations concernant le traitement des actions humaines dans le dossier de sûreté de stockage définitif de déchets radioactifs et plus particulièrement dans l’analyse de sûreté.

EURAD Joint Programme

Le programme commun européen pour la gestion des déchets radioactifs (EURAD) est un programme qui aide les États membres de l’UE à mettre en œuvre la directive 2011/70/Euratom établissant un cadre communautaire pour la gestion responsable et sûre du combustible usé et des déchets radioactifs en collaborant avec leurs programmes nationaux. Il coordonne également des activités  répondant à des besoins communs aux organisations concernées impliquées dans les programmes nationaux des différents états, qu’il s’agisse de recherche, d’études stratégiques ou d’activités de gestion des connaissances.

Bel V, Support Technique de l’AFCN, coordonne le projet « Uncertainty Management multi-Actor Network » (UMAN) et est partenaire des projets « Assessment of Chemical Evolution of ILW and HLW Disposal Cells » (ACED) et « Waste Management Routes » (ROUTES).

Publications

  • Bernier, F., Detilleux, V., Lemy, F., Pochet, G., Surkova, M., Volckaert, G., & Mommaert, C. (2023). Underground research laboratories, an important support to the Belgian Regulatory Body's Research and Development programme and the management of uncertainties. Geological Society, London, Special Publications, 536(1), SP536-2021-202.
    Open access : https://www.lyellcollection.org/doi/10.1144/SP536-2021-202
  • Nussbaum, C., Bernier, F., Bleyen, N., Bossart, P., Bruggeman, C., De Cannière, P., Fierz, T., Jaeggi, D., Neerdael, B., Valcke, E., & Volckaert, G. (2023). 25 years of cross-fertilization between HADES and Mont Terri rock laboratory. Geological Society, London, Special Publications, 536(1), SP536-2022–111.
    Open access : https://www.lyellcollection.org/doi/10.1144/SP536-2022-111

 

Date de la dernière mise à jour : 
10/03/2023