Dépôt géologique profond - Deep geological repository
Un dépôt géologique en profondeur est un moyen de stocker des déchets dangereux ou radioactifs dans un environnement géologique stable (généralement de 200 à 1 000 m de profondeur). Il implique une combinaison de forme de déchets, de colis de déchets, de joints techniques et de géologie qui est adaptée pour fournir un niveau élevé d'isolement et de confinement à long terme sans maintenance future. Cela évitera tout danger radioactif. Un certain nombre de dépôts de déchets de mercure , de cyanure et d' arsenic fonctionnent dans le monde entier, notamment au Canada ( mine Giant ) et en Allemagne ( mines de potasse à Herfa-Neurode et Zielitz ) et un certain nombre de stockages de déchets radioactifs sont en construction, l' Onkalo en Finlande étant le plus avancé. .
Principes et contexte
Les déchets hautement toxiques qui ne peuvent plus être recyclés doivent être stockés isolément pour éviter la contamination de l'air, du sol et des eaux souterraines. Le dépôt géologique en profondeur est un type de stockage à long terme qui isole les déchets dans des structures géologiques qui devraient être stables pendant des millions d'années, avec un certain nombre de barrières naturelles et artificielles. Les barrières naturelles comprennent des couches de roche imperméables à l'eau (par exemple l'argile) et aux gaz (par exemple le sel) au-dessus et autour du stockage souterrain. Les barrières ouvragées comprennent l'argile bentonite et le ciment.
Le Panel international sur les matières fissiles a déclaré :
Il est largement admis que le combustible nucléaire usé et les déchets de retraitement de haute activité et de plutonium nécessitent un stockage bien conçu pendant des périodes allant de dizaines de milliers à un million d'années, afin de minimiser les rejets de la radioactivité contenue dans l'environnement. Des garanties sont également nécessaires pour garantir que ni le plutonium ni l'uranium hautement enrichi ne soient détournés à des fins militaires. Il est généralement admis qu'il serait plus sûr de placer le combustible nucléaire usé dans des dépôts à des centaines de mètres sous la surface qu'un stockage indéfini de combustible usé à la surface.
Les éléments communs des dépôts comprennent les déchets radioactifs, les conteneurs renfermant les déchets, d'autres barrières ou scellés ouvrés autour des conteneurs, les tunnels abritant les conteneurs et la composition géologique de la zone environnante.
Un espace de stockage à des centaines de mètres sous terre doit résister aux effets d'une ou plusieurs glaciations futures avec d'épaisses calottes glaciaires reposant sur la roche. La présence de calottes glaciaires affecte la pression hydrostatique à la profondeur du dépôt, l'écoulement et la chimie des eaux souterraines, ainsi que le potentiel de tremblements de terre. Ceci est pris en considération par les organisations qui préparent des dépôts de déchets à long terme en Suède, en Finlande, au Canada et dans certains autres pays qui doivent également évaluer les effets des futures glaciations.
Malgré un accord de longue date entre de nombreux experts selon lequel le stockage géologique peut être sûr, faisable sur le plan technologique et respectueux de l'environnement, une grande partie du grand public dans de nombreux pays reste sceptique en raison des campagnes antinucléaires et du manque de connaissances. L'un des défis auxquels sont confrontés les partisans de ces efforts est de démontrer avec certitude qu'un dépôt contiendra des déchets pendant si longtemps que les rejets qui pourraient avoir lieu à l'avenir ne poseront aucun risque significatif pour la santé ou l' environnement .
Le retraitement nucléaire n'élimine pas le besoin d'un dépôt, mais réduit le volume, le risque de rayonnement à long terme et la capacité de dissipation thermique à long terme nécessaires. Le retraitement n'élimine pas les défis politiques et communautaires liés à l'implantation du dépôt.
Dépôts radioactifs naturels
Les gisements de minerai d'uranium naturel servent de preuve de concept pour la stabilité des éléments radioactifs dans les formations géologiques — la mine de Cigar Lake, par exemple, est un gisement naturel de minerai d'uranium hautement concentré situé sous une couche de grès et de quartz à une profondeur de 450 m qui pas de fuites radioactives à la surface.
La capacité des barrières géologiques naturelles à isoler les déchets radioactifs est démontrée par les réacteurs naturels à fission nucléaire d' Oklo , au Gabon. Au cours de leur longue période de réaction, environ 5,4 tonnes de produits de fission ainsi que 1,5 tonne de plutonium ainsi que d'autres éléments transuraniens ont été générés dans le gisement d'uranium. Ce plutonium et les autres transuraniens sont restés immobiles jusqu'à nos jours, une durée de près de 2 milliards d'années. Ceci est tout à fait remarquable compte tenu du fait que les eaux souterraines avaient facilement accès aux gisements et qu'elles n'étaient pas sous une forme chimiquement inerte, comme le verre.
Recherche
Le stockage en couche géologique profonde a été étudié pendant plusieurs décennies, y compris des essais en laboratoire, des forages exploratoires , et la construction et l'exploitation de laboratoires de recherche souterrains où des essais in situ à grande échelle sont menés. Les principales installations d'essai souterraines sont énumérées ci-dessous.
Pays | Nom de l'installation | Emplacement | Géologie | Profondeur | Statut |
---|---|---|---|---|---|
la Belgique | Installation de recherche souterraine HADES | Mol | argile plastique | 223 mètres | en opération 1982 |
Canada | Laboratoire de recherche souterrain d'EACL | Pinaoua | granit | 420 mètres | 1990-2006 |
Finlande | Onkalo | Olkiluoto | granit | 400 mètres | En construction |
La France | Laboratoire de recherche souterrain de Meuse/Haute Marne | Buré | argile | 500 mètres | en service 1999 |
Japon | Laboratoire de recherche souterrain Horonobe | Horonobe | Roche sédimentaire | 500 mètres | En construction |
Japon | Laboratoire de recherche souterrain de Mizunami | Mizunami | granit | 1000 mètres | En construction |
Corée du Sud | Tunnel de recherche souterrain de Corée | granit | 80 mètres | en service 2006 | |
Suède | Laboratoire de roche dure d'Äspö | Oskarshamn | granit | 450 mètres | en service 1995 |
la Suisse | Site d'essai du Grimsel | Col du Grimsel | granit | 450 mètres | en service 1984 |
la Suisse | Laboratoire rocheux du Mont Terri | Mont Terri | argile | 300 mètres | en service 1996 |
États Unis | Dépôt de déchets nucléaires de Yucca Mountain | Nevada | tuf , ignimbrite | 50 mètres | 1997–2008 |
Sites de stockage nucléaire
Pays | Nom de l'installation | Emplacement | Déchets | Géologie | Profondeur | Statut |
---|---|---|---|---|---|---|
Argentine | Sierra del Medio | Gastre | granit | Proposé en 1976, arrêté en 1996 | ||
la Belgique | Hadès ( Site expérimental de stockage de haute activité) | déchets de haute activité | argile plastique | ~225 m | en discussion | |
Canada | OPG DGR | Ontario | 200 000 m 3 F&MA | calcaire argileux | 680 mètres | demande de licence 2011 |
Canada | SGDN DGR | Ontario | carburant dépensé | emplacement | ||
Chine | en discussion | |||||
Finlande | VLJ | Olkiluoto | F&MA | tonalite | 60–100 m | en service 1992 |
Finlande | Loviisa | F&MA | granit | 120 mètres | en service 1998 | |
Finlande | Onkalo | Olkiluoto | carburant dépensé | granit | 400 mètres | en opération |
La France | déchets de haute activité | pierre de boue | ~500 m | emplacement | ||
Allemagne | Schacht Asse II | Basse-Saxe | dôme de sel | 750 mètres | fermé 1995 | |
Allemagne | Morsleben | Saxe-Anhalt | 40 000 m 3 F&MA | dôme de sel | 630 mètres | fermé 1998 |
Allemagne | Gorleben | Basse-Saxe | déchets de haute activité | dôme de sel | proposé, en attente | |
Allemagne | Schacht Konrad | Basse-Saxe | 303 000 m 3 F&MA | Roche sédimentaire | 800 mètres | En construction |
Japon | Déchets de haute activité vitrifiés | >300m | en discussion | |||
Corée du Sud | Wolseong | Gyeongju | F&MA | 80 mètres | en service 2015 | |
Corée du Sud | déchets de haute activité | emplacement | ||||
Suède | SFR | Forsmark | 63 000 m 3 F&MA | granit | 50 mètres | en service 1988 |
Suède | Forsmark | carburant dépensé | granit | 450 mètres | demande de licence 2011 | |
la Suisse | déchets de haute activité | argile | emplacement | |||
Royaume-Uni | déchets de haute activité | en discussion | ||||
États Unis | Usine pilote d'isolement des déchets | Nouveau Mexique | déchets transuraniens | lit de sel | 655 mètres | en service 1999 |
États Unis | Projet de montagne Yucca | Nevada | 70 000 tonnes de DHA | ignimbrite | 200–300 m | proposé, annulé 2010 |
La situation actuelle sur certains sites
Le processus de sélection des dépôts définitifs en profondeur appropriés est maintenant en cours dans plusieurs pays, le premier devant être mis en service après 2010.
Australie
Il y a eu une proposition pour un dépôt international de déchets de haute activité en Australie et en Russie . Cependant, depuis que la proposition d'un dépôt mondial en Australie (qui n'a jamais produit d'énergie nucléaire et possède un réacteur de recherche) a été soulevée, les objections politiques nationales ont été fortes et soutenues, rendant une telle installation en Australie peu probable.
Canada
La mine Giant a été utilisée comme dépôt en profondeur pour le stockage de déchets d' arsenic hautement toxiques sous forme de poudre. À partir de 2020, des recherches sont en cours pour retraiter les déchets en une forme de bloc congelé qui est plus stable chimiquement et empêche la contamination de l'eau.
Finlande
Le site d' Onkalo en Finlande, basé sur la technologie KBS-3 , est le plus avancé en voie de devenir opérationnel parmi les référentiels du monde entier. Posiva a commencé la construction du site en 2004. Le gouvernement finlandais a délivré à la société un permis pour la construction de l'installation d'élimination finale le 12 novembre 2015. En juin 2019, des retards continus signifient que Posiva s'attend désormais à ce que les opérations commencent en 2023.
Allemagne
Un certain nombre de dépôts, notamment des mines de potasse à Herfa-Neurode et Zielitz, sont déjà utilisés depuis des années pour le stockage de déchets hautement toxiques de mercure , de cyanure et d' arsenic . Il y a peu de débats en Allemagne concernant les déchets toxiques malgré le fait que contrairement aux déchets nucléaires, ils ne perdent pas de toxicité avec le temps.
Il y a un débat sur la recherche d'un dépôt définitif pour les déchets radioactifs, accompagné de protestations, en particulier dans le village de Gorleben dans la région de Wendland , qui était considéré comme idéal pour le dépôt final jusqu'en 1990 en raison de son emplacement dans un coin reculé et économiquement défavorisé. de l'Allemagne de l'Ouest, à côté de la frontière fermée avec l'ancienne Allemagne de l'Est . Après la réunification, le village est désormais proche du centre du pays, et est actuellement utilisé pour le stockage temporaire de déchets nucléaires. La fosse Asse II est une ancienne mine de sel dans la chaîne de montagnes d' Asse en Basse-Saxe / Allemagne , qui aurait été utilisée comme mine de recherche depuis 1965. Entre 1967 et 1978, des déchets radioactifs ont été stockés. Les recherches ont montré que la saumure contaminée par radioactive de césium-137 , le plutonium et le strontium a été une fuite de la mine depuis 1988 , mais n'a pas été signalé jusqu'en Juin 2008 Le dépôt de déchets radioactifs Morsleben est un dépôt en couches géologiques profondes pour les déchets radioactifs dans la roche mine de sel Bartensleben dans Morsleben , en Saxe-Anhalt / Allemagne qui a été utilisé de 1972 à 1998. Depuis 2003, 480 000 m 3 (630 000 cu yd) de béton salin ont été pompés dans la fosse pour stabiliser temporairement les niveaux supérieurs.
Suède
La Suède travaille sur des plans de stockage direct du combustible usé à l'aide de la technologie KBS-3 . Cependant, les premières approbations pour la construction peuvent être données en 2021 et à l'heure actuelle, la première opération commerciale pourrait être programmée pour démarrer en 2030.
Royaume-Uni
Le gouvernement britannique, à l'instar de nombreux autres pays et soutenu par des avis scientifiques, a identifié le stockage souterrain profond permanent comme le moyen le plus approprié d'éliminer les déchets radioactifs de plus haute activité.
La gestion des déchets radioactifs (RWM) [1] a été créée en 2014 pour fournir une installation de stockage géologique (GDF) et est une filiale de la Nuclear Decommissioning Authority (NDA) [2] qui est responsable du nettoyage des sites nucléaires historiques du Royaume-Uni. .
Un GDF sera fourni par le biais d'un processus basé sur le consentement de la communauté [3] , travaillant en partenariat étroit avec les communautés, instaurant une confiance à long terme et garantissant qu'un GDF soutient les intérêts et les priorités locaux.
La politique est catégorique en exigeant le consentement des personnes qui vivraient aux côtés d'un GDF et en leur donnant une influence sur le rythme d'avancement des discussions.
Le premier groupe de travail a été établi à Copeland [4] et Allerdale [5] à Cumbria fin 2020 et début 2021. Ces groupes de travail ont commencé le processus d'exploration des avantages potentiels de l'hébergement d'un GDF dans leurs régions. Ces groupes de travail sont une étape critique dans le processus pour trouver une communauté disposée et un site approprié, faisable et acceptable pour un GDF.
RWM continue d'avoir des discussions positives dans divers endroits à travers l'Angleterre avec des personnes et des organisations qui souhaitent explorer les avantages d'accueillir un GDF. D'autres groupes de travail devraient se former à travers le pays au cours des deux prochaines années.
Toute proposition de GDF sera évaluée par rapport à des critères très rigoureux [6] pour garantir que tous les tests de sûreté et de sécurité sont satisfaits.
États Unis
L' usine pilote d'isolement des déchets (WIPP) aux États-Unis a été mise en service en 1999 en mettant les premiers mètres cubes de déchets radioactifs transuraniens dans une profonde couche de sel près de Carlsbad, au Nouveau-Mexique .
En 1978, le département américain de l'Énergie a commencé à étudier Yucca Mountain , dans les limites sécurisées du site d'essai du Nevada dans le comté de Nye, Nevada , afin de déterminer s'il conviendrait pour un dépôt géologique à long terme pour le combustible nucléaire usé et à haut niveau déchet radioactif. Ce projet s'est heurté à une opposition importante et a subi des retards en raison d'un litige intenté par l'Agence pour les projets nucléaires de l'État du Nevada (Bureau du projet des déchets nucléaires) et d'autres. L' administration Obama a rejeté l'utilisation du site dans la proposition de budget fédéral des États-Unis de 2009 , qui éliminait tout financement, à l'exception de celui nécessaire pour répondre aux demandes de renseignements de la Nuclear Regulatory Commission, « pendant que l'administration élabore une nouvelle stratégie d'élimination des déchets nucléaires ».
Le 5 mars 2009, le secrétaire à l'Énergie Steven Chu a déclaré lors d'une audience au Sénat que le site de Yucca Mountain n'était plus considéré comme une option pour le stockage des déchets du réacteur.
En juin 2018, l'administration Trump et certains membres du Congrès ont de nouveau commencé à proposer d'utiliser Yucca Mountain, les sénateurs du Nevada soulevant l'opposition.
Le 6 février 2020, le président américain Donald Trump a tweeté au sujet d'un changement potentiel de politique sur les plans d'utilisation de Yucca Mountain au Nevada comme dépôt de déchets nucléaires. Les budgets précédents de Trump prévoyaient un financement pour Yucca Mountain mais, selon Nuclear Engineering International, deux hauts responsables de l'administration ont déclaré que le dernier plan de dépenses n'inclurait pas d'argent pour l'autorisation du projet. Le 7 février, le secrétaire à l'Énergie, Dan Brouillette, a fait écho au sentiment de Trump et a déclaré que l'administration américaine pourrait enquêter sur d'autres types de stockage [nucléaire], tels que des sites provisoires ou temporaires dans d'autres parties du pays.
Bien qu'aucun plan officiel n'ait été concrétisé par le gouvernement fédéral, le secteur privé va de l'avant avec ses propres plans. Holtec International a déposé une demande d'autorisation auprès de la Nuclear Regulatory Commission (NRC) des États-Unis pour une installation de stockage provisoire consolidée autonome dans le sud-est du Nouveau-Mexique en mars 2017, sur laquelle la NRC prévoit de publier sa déclaration d'impact environnemental finale d'ici mars 2021. De même, le stockage provisoire Partners envisage également de construire et d'exploiter une installation de stockage provisoire consolidée dans le comté d'Andrews, au Texas, dont la NRC prévoit de terminer son examen en mai 2021. Dans le même temps, d'autres entreprises ont indiqué qu'elles étaient prêtes à soumissionner pour un approvisionnement prévu auprès de la Le DOE doit concevoir une installation de stockage provisoire des déchets nucléaires.
La société Deep Isolation a proposé une solution impliquant le stockage horizontal de conteneurs de déchets radioactifs dans des forages directionnels, en utilisant une technologie développée pour l'extraction de pétrole et de gaz. Un forage de 18" est dirigé verticalement jusqu'à une profondeur de plusieurs milliers de pieds dans des formations géologiquement stables, puis une section horizontale d'élimination des déchets est créée de longueur similaire où les bidons de déchets sont stockés, puis le forage est scellé.
Voir également
- Voyagez vers l'endroit le plus sûr au monde
- Liste des technologies de traitement des déchets nucléaires
- Usine pilote d'isolement des déchets
- Sémiotique nucléaire