L'enfouissement des déchets radioactifs dans des mines souterraines faisait jusqu'ici l'unanimité. Or, les États-Unis viennent de remettre en question cette méthode de stockage. Du coup, d'autres solutions réapparaissent, semant la confusion.

On croyait l'affaire entendue. Pour se débarrasser des dangereux déchets issus de l'industrie nucléaire, le meilleur moyen consistait à les enfouir dans des galeries de mine creusées vers 500 m de profondeur, que ce soit dans de l'argile, du sel ou du granite. Et jusqu'ici, tout le monde s'accordait sur cette solution. Or, en cette année 2010, cette belle unanimité est en train de se fissurer dans une incroyable cacophonie. Qu'on en juge : alors que la France comme la Suède et la Finlande sont sur le point de mettre en ouvre leur site minier de stockage, les États-Unis, qui ont été les premiers à s'emparer de la question dès les années 1950, viennent de décider de repartir de zéro, tandis que l'Allemagne est en pleine remise en question, que le Royaume-Uni, l'Espagne et la Russie ne savent plus quoi penser, et que quatorze pays européens, dont l'Italie et les Pays-Bas, sont en train de monter un projet commun consistant peu ou prou à... observer ce que font les grandes puissances nucléaires. Autant de situations discordantes qui se confrontent toutes au même problème, dont l'énoncé est à la fois simple et vertigineux : comment maintenir 300.000 tonnes de rebuts radioactifs à l'écart de la biosphère pendant le prochain million d'années ? Avec une priorité en tête : les tenir à l'écart de l'eau, puisqu'elle est le parfait vecteur de dispersion des radioéléments dans l'environnement.
Depuis plus de cinquante ans, le monde entier sait que les centrales nucléaires ont un vilain défaut : elles recrachent des barres de combustible à ce point irradiées que celles-ci présentent un danger mortel pour les prochains milliers de générations d'humains... Depuis un demi-siècle, chaque pays concerné mobilise donc ses plus brillants cerveaux afin de chercher à isoler pour de bon ces "déchets nucléaires de haute activité à vie longue". Si les stocker au fond d'une mine a rapidement été la solution préconisée, il a aussi été question de les cacher au sein d'un forage très profond, au fond des mers, dans un entrepôt renouvelable, dans la glace du pôle Sud, voire dans l'espace... Un large éventail qui en dit long sur la difficulté scientifique de cette tâche, mais aussi sur les résistances des populations locales et des responsables politiques. En attendant, rien n'a encore été concrétisé : tous ces déchets s'accumulent actuellement dans des piscines de refroidissement - la décroissance radioactive produit beaucoup de chaleur - ou des hangars provisoires bien ventilés...

DEUX COUPS DE TONNERRE

Bien sûr, l'idéal serait de parvenir à les rendre plus inoffensifs. Or, un procédé existe, dit de "transmutation", qui vise à abaisser leur toxicité en éliminant certains radioéléments. Sauf que cette technique est encore loin d'être au point et, dans le meilleur des cas, elle ne pourra donc concerner que les futurs déchets des années 2040 et plus. Trop tard pour les acteurs du nucléaire, qui ont aujourd'hui toutes les raisons d'être impatients. Car, à l'heure de relancer l'énergie de l'atome, ces funestes déchets sont un réel handicap. Le slogan des antinucléaires est d'ailleurs imparable : on ne fait pas décoller un avion sans avoir construit de piste d'atterrissage...
Pourtant, la France, la Suède et la Finlande ont fait savoir cette année qu'elles n'étaient pas loin de crier victoire avec leur mine. Ainsi, l'agence française de gestion des déchets nucléaires (Andra) a identifié, à la limite entre la Meuse et la Haute-Marne, une zone de 30 km² d'argilite répondant à tous les critères géologiques : imperméable, homogène, sismiquement paisible... Un choix approuvé, début 2010, par le ministère de l'Ecologie et de l'Energie. Il ne reste plus à l'Andra qu'à affûter ses arguments avant le débat public national de 2013, préalable à la demande d'autorisation auprès du gouvernement d'y construire un stockage. Dans les semaines à venir, l'agence suédoise va, elle, déposer sa demande au gouvemement pour le granite d'Osthammar. Tandis que la Finlande prévoit d'ouvrir sa mine de déchets dès 2020.
Ces annonces laisseraient à penser que le problème est enfin réglé. Mais voilà, deux coups de tonnerre sont, depuis, venus ébranler les certitudes : les États-Unis et l'Allemagne, qui eux aussi étaient persuadés d'avoir trouvé la forme de stockage et le site idoines, sont aujourd'hui contraints de repartir de (presque) zéro... Le 15 janvier, les autorités allemandes décrétaient l'évacuation de 126.000 barils de déchets (moyennement) radioactifs entreposés depuis 1967 dans l'ancienne mine de sel d'Asse. Et pour cause : de nombreuses fuites d'eau contaminée ne cessent d'y être constatées... Certes, cette mine n'avait pas été conçue à l'origine pour confiner de tels déchets, mais, selon Klaus-Jurgen Roehlig, expert en stockage à l'université de Clausthal (Allemagne), "l'incident sème le trouble dans l'esprit du public et remet en question l'acceptabilité de nos futurs sites dans le sel !" Si bien que les ingénieurs allemands, qui ne juraient que par le sel, sont contraints de revoir leur copie en analysant d'autres types de roche... La remise en question est sévère.
Plus stupéfiant encore : le 3 mars, le département de l'Energie américain retirait la licence de son futur et unique site de stockage logé sous Yucca Mountain (Nevada). Alors que vingt-trois années de recherches et quelque 10 milliards de dollars ont été consacrés à cette seule mine ! Explication : le projet était si impopulaire que sa fermeture était devenue une promesse de campagne du sénateur du Nevada, Harry Reid, soutien clé de Barack Obama dans sa course à la présidence. Promesse tenue ! Conséquence, l'administration Obama vient de créer en urgence... une énième commission d'experts censée proposer de nouvelles idées, sans tabou.
Ces deux événements renvoient aux sempiternelles tergiversations de la Grande-Bretagne ou de l'Espagne, laquelle n'a même plus de programme de recherche. Sans parler de la Russie, connue par le passé pour ses décharges radioactives sauvages, qui n'a pas aujourd'hui de concept établi. La liste des pays dans l'expectative est longue (carte ->). Il faut dire que viser l'éternité est un redoutable défi technique ! Tout phénomène, aussi lent soit-il, doit être pris en compte ici : depuis la corrosion des matériaux à l'évolution des sols... jusqu'à l'impact des futures glaciations. Et puis, le choix des sites ne dépend pas uniquement de la géologie. Là encore, la politique s'en mêle, comme le raconte Michael Driscoll, ingénieur nucléaire au MIT : "Aux États-Unis, un amendement a interdit l'étude des roches granitiques afin d'épargner certains Etats". Car, au vrai, personne ne veut de ces poubelles !

En France, quelques compromis auront été nécessaires. Comme le raconte Yannick Barthe du Centre de sociologie de l'innovation, "alors que la logique était celle d'un stockage irréversible, mal reçu par les parties prenantes, des parlementaires ont émis l'option d'un stockage réversible". Une manière de dédramatiser la décision, en ouvrant la possibilité de récupérer les colis en cas de problème, voire de progrès technique futur. Le public français adhère (69 % y seraient favorables - Crédoc 2005). La réversibilité est même devenue une obligation, inscrite dans la loi de 2006. Mais voilà, à l'étranger, le sujet ne fait pas autant l'unanimité, ce qui ajoute à la confusion générale : faut-il une solution réversible ou irréversible ? Hésitations, profondes remises à plat, urgence liée à la relance du nucléaire... Dans ce contexte, même le concept de stockage sous forme de galerie de mine (encadré) est malmené. Une situation inédite pour ce standard absolu tant "les agences de déchets ont investi de temps, d'efforts et d'argent dans cette solution, interdisant toute autre option", remarque Fergus Gibb, spécialiste du stockage à l'université de Sheffield.

LES MINES : LA SOLUTION DE RÉFÉRENCE Le laboratoire souterrain de Bure, dans la Meuse, devrait stocker les déchets français à partir de 2025. Les déchets nucléaires français ont toutes les chances de passer le prochain million d'années confinés dans un réseau de galeries de mine, vers 500 m de profondeur. Et pour cause, la France a tout misé sur son laboratoire souterrain de Bure (Meuse) : seize années de recherche en continu, un rythme de 80 publications de premier rang par an, 100 millions d'euros de budget annuel... Notre pays est d'ailleurs loin d'être un cas isolé : la Suède comme la Belgique ou la Suisse planchent sur cette solution depuis les années 1970. Bref, les données accumulées sont considérables. De plus, les savoir-faire miniers sont largement répandus. Selon Claudio pescatore, de l'agence de l'OCDE pour l'énergie nucléaire, il ne fait aucun doute que "tous les pays vont converger vers cette solution". Reste qu'un certain nombre d'incertitudes demeurent face à ce défi sans précédent... Les problèmes à surmonter dépendent beaucoup de la roche accueillant ces galeries, qu'il s'agisse du sel, du granite ou de l'argile. Chacune ayant ses qualités propres et ses défauts, ses détracteurs et ses partisans. Mais l'essentiel est d'éviter que l'eau souterraine parvienne un jour à transporter les radioéléments vers nos eaux de boisson et d'irrigation. Le problème du cuivre : Le sel, par exemple, cicatrise facilement et évacue bien la chaleur émise par les déchets, mais il se dissout à la moindre arrivée d'eau, déplore l'hydrogéologue Ghislain de Marsily, ex-membre de la Commission nationale d'évaluation (CNE) des déchets nucléaires en France. Selon moi, en misant sur le sel, les Allemands ont fait le mauvais choix !" Ghislain de Marsily a aussi dissuadé l'usage du granite en France, robuste mécaniquement mais parcouru de fractures laissant circuler l'eau. C'est pourquoi la Suède, posée sur un lit de granite, mise sur la durabilité d'impressionnants colis en cuivre. Objectif : tenir au moins 100.000 ans sans fuite. Un incroyable pari qui suscite la polémique, depuis qu'un chercheur de l'Institut royal des technologies de Stockholm affirme avoir découvert un nouveau mode de corrosion du cuivre. Comme le reconnaît Bjôrn Dverstorp, de l'autorité de sûreté suédoise, "il y a là une incertitude, et le débat est toujours en cours au sein de la communauté scientifique". Qu'en est-il alors de l'argile de Bure ? Homogène, très peu perméable, dotée de bonnes capacités de rétention des radioéléments, elle est cependant fragile. Ce qui nécessite donc d'importants soutènements. Or, si l'Andra peut se féliciter d'avoir cerné le bon site géologique, il reste encore à comprendre le comportement à très long terme de cette cathédrale de galeries de mines avec la roche. Vérification in situ : Seulement voilà, ce qui est anodin pour un tunnel routier censé durer un siècle ne l'est pas forcément ici où l'on vise le million d'années. Comme le fait remarquer Pierre Bérest, chercheur en mécanique des roches et membre de la CNE, "le simple creusement de la roche provoque une perturbation au voisinage des parois, dégradant leur étanchéité. Avec une possible circulation d'eau qui court-circuiterait les scellements..." L'Andra y travaille. En fait, tout l'art d'un stockage nucléaire consiste à minimiser les perturbations, afin de ne pas dégrader les qualités initiales de la couche d'argile. Des recherches sont en cours sur les effets de la chaleur émise par les déchets (limitée à 90°C à Bure) ou les interactions chimiques entre béton et roche. Et puis, s'inquiète Pierre Bérest, "la corrosion des colis en acier va entraîner d'importants dégagements d'hydrogène qui, à force de monter en pression dans ce milieu fermé, pourraient peut-être fracturer la roche". Enfin, la réversibilité, que la mine de Bure autorisera, complique encore la démonstration : laisser la galerie ouverte pendant des décennies ne risque-t-il pas d'assécher la roche et d'oxyder les matériaux ? Néanmoins, ces incertitudes et possibles contradictions ne semblent pas pouvoir tout remettre en question. D'autant plus que, se félicite Pierre Bérest, "ces galeries de mine permettent à tous les chercheurs qui le souhaitent de venir constater sur place la qualité de la roche. Du coup, cela permet de gagner leur confiance, et celle du public". Un atout indéniable face à d'autres options ne permettant pas de vérification in situ. AVANTAGES : technique très étudiée, réversible, savoir-faire minier. INCONVÉNIENTS : mobilise des surfaces importantes, opposition des riverains.

UN DÉBAT QUI POURRAIT DURER... DES SIÈCLES

Et pourtant, deux semaines après la destitution de Yucca Mountain, les scientifiques du très officiel laboratoire Sandia discutaient de placer l'héritage atomique américain au fond de multiples forages verticaux plongeant à 5 km de profondeur, au lieu des 500 m de la mine. Une option que de récents progrès techniques ont remise au goût du jour. Comme nous le confie Per Peterson, membre du nouveau comité d'experts américain, "cette technique de stockage profond est prometteuse en termes de performance, de simplicité, et aussi de facilité de démonstration". Au point d'en faire le nouveau challenger de la solution minière - même si ces forages ne permettent pas la réversibilité. Tandis que, profitant du brouhaha ambiant, des concepts issus des cogitations désinhibées des années 1970-80 font leur réapparition ; certains encore soutenus par une communauté scientifique, quand d'autres, plus hardies - comme celle d'expédier les déchets vers le Soleil -, prêteraient plutôt à sourire.
À tous les niveaux, la cacophonie se fait donc entendre aujourd'hui. Voici, pour y voir plus clair, les principales solutions imaginées pour résoudre un problème qui pourrait faire débat pendant encore plusieurs siècles...

LE FORAGE PROFOND : UNE OPTION PROMETTEUSE

Pour relever ce défi inédit, pourquoi ne pas viser un isolement bien plus radical que les 500 m de profondeur d'une mine ? Depuis trois décennies, la proposition suivante circule : forez un trou jusqu'au cour du socle rocheux granitique, à 5 km de profondeur, puis empilez les colis radioactifs au fond de ce puits sur une hauteur de 2 km, enfin rebouchez le tout avec quantité d'argile, de ciment et d'asphalte. Puis recommencez un peu plus loin. Cette proposition a été discutée au Danemark, en Finlande ou encore en Suisse. Depuis vingt ans, les autorités suédoises commandent même régulièrement des rapports sur ces forages profonds, cette solution étant soutenue par... certaines associations écologistes du pays. Or celle-ci est sur le point de passer du simple succès d'estime au rang d'alternative crédible ! Comme le révèle John Mathieson, de l'agence britannique des déchets, "le gouvernement nous a récemment demandé de garder cette option en considération".
Plusieurs avantages : Encore plus prometteur, à la demande du département de l'Energie américain, le laboratoire national Sandia a lancé, en 2009, un programme de recherche qui lui est entièrement dédié. Jusqu'à présent, l'ampleur de la tâche rebutait tout le monde. De fait, creuser un trou de 50 cm de diamètre jusqu'à 5000 m dans le granite est une performance inédite ! Or désormais, selon Yarom Polsky du laboratoire Sandia "la technologie pour y parvenir existe grâce au développement de la géothermie profonde". Faire descendre des colis dans ce trou ne semble pas non plus hors de portée, si l'on songe aux nombreux essais nucléaires réalisés au fond de puits (un seul blocage pour 134 forages effectués sur le site de Mururoa). Cette solution présente même un avantage : au lieu d'être concentrés en un seul grand site difficile à trouver, ces forages pourraient se disperser sur plusieurs centres nucléaires existants - la présence d'un socle granitique profond étant fréquente. D'après Patrick Brady, géochimiste à Sandia, "cette modularité et le faible coût unitaire d'un forage s'adaptent bien aussi aux pays qui ont peu de déchets". Moins d'une vingtaine de trous suffirait à la Suède, avec des coûts dégressifs (comptez tout de même 20 millions de dollars pour le premier). Soyons clairs : cet enthousiasme ne repose pas seulement sur des possibilités technico-économiques, mais surtout sur des principes géologiques très puissants. Il y a encore mieux que l'épaisseur du recouvrement, explique Fergus Gibb : "Alors que les mines sont en contact avec la circulation des eaux de surface, les déchets enfouis à des kilomètres de profondeur reposeront dans un milieu isolé physiquement et chimiquement des systèmes de surface, et ce depuis des millions d'années". Patrick Brady complète : "Il n'y a pas ou peu de connexion hydrologique notamment parce que les eaux profondes sont plus salines, donc suffisamment denses et lourdes pour rendre leur remontée vers la surface improbable". De surcroît, les roches des profondeurs sont moins perméables - car littéralement écrasées -, donc moins propices aux mouvements d'eau.
Incertitudes sur les sites : Et ce n'est pas tout ! Dès lors que l'on se projette à 1 million d'années, expose Fergus Gibb, "ces profondeurs kilométriques permettent de s'affranchir de prévisions précises sur les effets de l'érosion ou encore des glaciations, lesquelles changent les régimes de circulation d'eau en surface, la topographie, le niveau de la mer..." Bref, ici la responsabilité du confinement semble pouvoir être entièrement confiée à la géologie, qu'importe la résistance du colis enfermant les déchets. Au final, les études préliminaires menées par les laboratoires américains aboutissent à un résultat prodigieux : le pic de radioactivité à l'aplomb d'un trou serait un milliard de fois moindre que sur le site français près de Bure, lui-même déjà très en deçà des normes réglementaires ! Qu'attend-on alors pour percer des dizaines voire des centaines de petits trous pour y loger nos déchets ? Pas si vite. Comme l'analyse Pierre Bérest, "Si ce projet est très attractif sur le papier, ces études font l'hypothèse d'un socle de granite idéal et sans fracture, ce qui ne peut pas être le cas avec le granite. Or, la caractérisation de cette roche à partir d'un forage exploratoire sera difficile et très limitée". Car voilà bien le point faible : le socle granitique dans lequel seraient logés les déchets est fort mal connu des géologues. Eh oui, les industries du pétrole, du gaz, du charbon ou encore du minerai de fer sont restées cantonnées aux bassins sédimentaires. En fait, seule une dizaine de forages scientifiques, et plus récemment quelques forages de géothermie profonde, s'y sont aventurés. Leurs résultats ne co'incidant pas toujours avec les grands principes théoriques énoncés. "Les incertitudes sur la qualité d'un site y seront donc plus grandes qu'en terrain sédimentaire, correspondant à celui des mines", estime Pierre Bérest.
Et les agences de gestion des déchets de tancer l'immaturité du concept, face à la solution dominante... "Oui, c'est vrai, des études détaillées restent à faire, mais celles-ci seront beaucoup plus rapides à mener que dans le cas de la mine", rétorque Fergus Gibb. Avant de conclure : "L'immaturité était aussi le type d'argument utilisé par l'industrie ferroviaire, en 1903, pour discréditer les exploits aériens des frères Wright". Le duel est lancé...
AVANTAGES : efficacité très prometteuse, faisable, modulable. INCONVÉNIENTS : contexte géologique mal connu, procédé non réversible.