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Course de lenteur ?
Piéger la radioactivité jusqu'à ce qu'elle disparaisse
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Première étape de la course de vitesse entre la décroissance naturelle de la radioactivité et la dégradation des barrières qui doivent la confiner. Des colis de déchets hautement radioactifs ont été stockés dans des ouvrages bétonnés, à grande profondeur, au sein d’une roche hôte choisie stable et sans eau. Tout est neuf. L’activité du colis prise égale à 1000 à 5 ans tombe à 69 au bout de 100 ans. Durant le premier siècle, la radioactivité demeure extrêmement forte mais les barrières intactes la confinent.
 ©IN2P3 et CEA |
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Un scénario pour le devenir à long terme des déchets
La radioactivité des déchets destinés à être enfouis à de grandes profondeurs mettra beaucoup d’années à devenir inoffensive. Les barrières que l’homme dresse pour empêcher cette radioactivité d’atteindre son environnement résisteront-elles assez longtemps ? Qui l’emportera de la décroissance de la radioactivité ou de la dégradation de ces barrières ?
Les recherches sur le stockage entreprises dans des laboratoires, comme celui de Bures en France ont pour objet de comprendre l’impact à long terme de déchets enfouis à grande profondeur. Au départ, les obstacles interposés pour protéger l’environnement sont : le colis de verre ou de céramique qui incorpore les atomes radioactifs, les conteneur et l'ouvrage qui accueillent ces colis, et la roche hôte qui abrite cet ouvrage.
Ces barrières sont conçues pour durer bien plus longtemps que nos existences terrestres, mais si résistantes soient-elles, elles se dégraderont. Il y aura donc une course de vitesse, ou plutôt de lenteur, entre cette dégradation et l'amoindrissement de la radioactivité avec le temps.
Pendant les 200 premières années, l'activité des produits de fission – qui domine initialement - diminue de 500 fois. Durant cette phase - longue pour les humains - où l’activité est maximale, une très bonne étanchéité des trois barrières est nécessaire. Beaucoup plus tard, quand l’activité aura encore davantage décru – au bout de 5 000 ans - on comptera sur l’étanchéité de la roche hôte, pour contenir les derniers atomes radioactifs.
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A l'échelle des siècles ...
A l’échelle des millénaires
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Un scénario pour des déchets vitrifiés très radioactifs stockés dans un site souterrain constitué de barrières argileuses pourrait être le suivant. Au début, dans les premières centaines d’années, les colis de haute activité échaufferont la roche avoisinante jusqu'à lui faire atteindre une température d'une centaine de degrés. Les barrières conçues pour ces conditions résistent.
La roche refroidira ensuite lentement, au rythme de la décroissance radioactive des déchets. Les conteneurs métalliques se corroderont, les ouvrages souterrains se tasseront, ouvrant éventuellement des fissures dans la roche située à proximité.
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Beaucoup plus tard (au moins dix mille ans), les atomes radioactifs encore contenus dans les verres ou l'oxyde d'uranium commenceront à se dissoudre dans l'eau éventuellement présente, à une époque où la radioactivité aura très fortement décru. Cette dissolution par l'eau souterraine entraînera une dispersion des radioéléments restants, qui entameront alors une lente migration dans le sous-sol. L'eau souterraine percolera à travers les pores et fissures de la roche hôte, avant de parvenir dans une nappe aquifère et d'aboutir finalement à une rivière.
Des experts estiment qu’au bout de dix mille ans de séjour dans une roche souterraine gorgée d'eau, un millième de la masse totale de verre se sera dissoute. Le résidu de matières radioactives libérées devra se frayer un chemin vers la surface. Cette remontée sera difficile à travers des formations géologiques choisies pour être imperméable à l’eau.
Ce luxe de précautions peut sembler excessif, mais un confinement de très sûr des matières radioactives est nécessaire si l'énergie nucléaire est amenée à se développer.
Sujet voisin : Oklo
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