Du fait de leur niveau de radioactivité et leur durée de vie, ils seront stockés au Centre industriel de stockage géologique Cigéo. Les déchets HA sont intégrés dans une matrice de verre, ils sont ensuite coulés dans un colis en inox. Un colis de déchets HA contient environ 400 kg de verre pour environ 70 kg de déchets. En attendant la création du stockage profond Cigéo, ils sont entreposés notamment à l’usine de retraitement AREVA de La Hague (Manche), placés dans des installations confinant la radioactivité.

1. La R&D vs Cigéo de 1991-2005 : le jalon 2005
Le rapport Argile 2005
Architecture souterraine, construction, fonctionnement, réversibilité
Evolution phénoménologique du stockage
Etude sur la sûreté
Description du site
Modèle pour le stockage des déchets
Comportement du colis de déchets
Exigences préliminaires relatives au colis
de déchets
Modèles conceptuels et connaissances basiques
Revues scientifiques et de sûreté 2006
Autorité de sûreté nucléaire (ASN)
Commission nationale d'évaluation (CNE)
Revue par les pairs par
2005/2006 : Débat public sur la politique nationale
française concernant la gestion des déchets radioactifs
Loi de programme de 2006 : Après 15 ans de
recherche sur différentes solutions possibles, le
stockage géologique dans l'argile est choisi, selon la
loi, comme solution de référence.
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2. Phase 2006 - 2017
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3. Les grands objectifs de la R&D vs Cigéo : 2006 à 2017
(1/2)
Cigéo en deux étapes
(2015 et 2017)
Démarche progressive : éléments essentiels (2015) à Avant-Projet Détaillé (2017) cf.
proposition Andra
Consolidation de la caractérisation de milieu géologique
Localisation de Cigéo : choix
Approfondie)
des interactions avec le milieu géologique,
Incluant
Poursuite et développement des essais technologiques
-VL
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4. Les grands objectifs de la R&D vs Cigéo de 2006 à 2017
(2/2)
Montée en puissance de la R&D sur la simulation numérique
Amélioration de la représentation des processus physiques (processus couplés) et réduction des
temps de calculs en support à
L du stockage,
L récupérabilité des colis, (iii)
La
détaillée des marges de sûreté
Développement de la R&D sur le monitoring et le traitement des données en support à
Création Ecothèque
Développement de la R&D sur les SHS
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5. Démarche de localisation du stockage : critères scientifiques et socio-économiques
La localisation de Cigéo : choix de
la reconnaissance approfondie
1994 : Large secteur
2005 : Zone de
Transposition (ZT) de 250
km2 environ
2009 :
Surface réduite (<30 km²)
pour sismique 3D (ZIRA)
2012 : Proposition
localisation du stockage
réversible
10 km
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6. La R&D sur les matériaux argileux de 2006 à 2017
Objectif majeur : intégrer les phénomènes transitoires, les couplages et
les changements pour consolider les modèles
de comportement des matériaux argileux en situation
de stockage
Orientations de la R&D entre 2006 et 2017
Consolider les données acquises et aller vers les durées longues
Poursuivre les essais en laboratoire souterrain
Monter des essais intégrer se rapprochant de démonstrateurs technologiques
Principaux résultats
Caractérisation des propriétés THMC + gaz des argilites
Caractérisation des processus
Modélisation géochimie-transport dans les ouvrages et milieux argileux
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7. La R&D sur les matériaux argileux au fur et à mesure du
développement de Cigéo
Objectifs majeurs :
des matériaux argileux
Pellets de bentonite
Argilites en champ proche et remaniées
Matériaux de remplissage des vides
Accompagner la construction
Consolidation et optimisation des modèles
Accompagner les évolutions de concepts
Ouvrages de fermeture
Matériaux de remplissage des vides
Réutilisation des argilites excavées
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8. La R&D sur les matériaux cimentaires de 2006 à
2017
Objectifs majeurs : Consolider la description du comportement THM(C) des matériaux cimentaires en conditions
de stockage pour ses différentes phases de vie (au cours de tous les grands phénomènes
transitoires)
Orientation de la R&D entre 2006 et 2017
Comportement THMC des bétons classiques, depuis leur hydratation très long terme
Comportement THM des bétons bas pH/à faible chaleur de leur hydratation très long
terme
Couplages corrosion des aciers/évolution mécanique des composants en bétons armés (bétons classiques ou
bas pH)
Réactivité aux interfaces ciments / argiles (bétons classiques ou bétons bas pH/argiles gonflantes ou argilites)
Les principaux résultats
Validation modèle pour les ciments « simples » et les ciments « mélangés » (à forte
proportion minéraux) ; description de des propriétés physiques
Validation modèle de comportement THM à long terme, intégrant les couplages avec le fluage et
Détermination détaillée des cinétiques de corrosion des aciers en fonction des conditions (T, saturation en eau,
) dans les bétons classiques, dans les bétons bas pH
Consolidation des modèles aux interfaces ciments /argiles
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9. -
argile au laboratoire souterrain
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concrete plug
clay divider
concrete pouring
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10. La R&D sur la « corrosion des sur-conteneurs et
chemisages HA » de 2006 à 2017
Objectifs majeurs:
Choix et optimisation des nuances pour sur-conteneurs et chemisages HA
Dimensionnement des sur-conteneurs et chemisages
Vérification de de risque de rupture prématurée des sur-conteneurs
Orientation de la R&D entre 2006 à 2017
Influence des transitoires chimiques initiaux sur de la corrosion à long terme
Evaluation des risques de corrosion sous contrainte (en lien avec le choix des nuances
Influence de différents processus sur les cinétiques de corrosion généralisée et les risques de corrosion
localisée
Les principaux résultats :
Confirmation des faibles vitesses de corrosion en milieux argileux, après les transitoires chimiques
Caractérisation des transitoires de vitesses de corrosion
Caractérisation des produits de corrosion formés aux différentes étapes de corrosion
Modélisation des processus de corrosion généralisée et localisée : développement informatiques et
couplages avec les codes géochimiques
Premiers éléments sur des rayonnements (faibles doses / milieu anoxique)
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11. Les interactions entre les argillite et les aciers
sont étudiés en conditions anoxiques à 80 C.
Les taux de corrosion sont mesurés régulièrement
après extraction des forages des cellules de test.
de corrosion est suivie par échantillonnage
Objectifs des expérimentations : consolider le taux de corrosion des
composants en acier et la nature des produits de corrosion
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12. La R&D sur la corrosion au fur et à mesure du
développement de Cigéo
Objectifs majeurs :
Accompagner la conception des composants métalliques
Spécification et optimisation des matériaux de sur-conteneurs et
chemisages
Accompagner les évolutions de concepts
Développement des outils de modélisation de la corrosion couplés avec les
modèles géochimiques
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13. La poursuite des essais technologiques : des essais
technologiques coordonnés avec les expérimentations
scientifiques
Les grands axes :
Les essais relatifs aux méthodes de creusement et de construction des
ouvrages souterrains ( galeries et alvéoles HA) menés dans les
installations souterraines du Laboratoire souterrain
Les essais relatifs aux scellements, réalisés soit dans les installations
souterraines du CMHM soit en surface
Les essais et développements des conteneurs de stockage
Béton pour MA-VL
Acier pour HA
Les essais concernant la récupérabilité des colis
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14. Le développement du Laboratoire souterrain sur la
période 2004-2013
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15. Essais de différents soutènements/revêtements au LS
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Laboratoire souterrain, autres que « miniers »
Revêtement souple Béton projeté épais Tunnelier attaque
ponctuelle
Technologies réutilisables pour Cigéo
Cales compressibles
GCS
45 cm de béton projeté
BPE
TAP et voussoirs
TPV
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16. Essai de creusement de galerie au LS : essai au tunnelier
avec pose de voussoir
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17. SFEN - 21 mai 2014DRD/DIR/14-0149

18. Essai de mise en place et de retrait de colis HA
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19. Les prototypes de conteneurs HA : Fabrication de maquettes
Fabrication des composants (viroles, couvercles et fonds) de conteneur en acier forgé ou
percé-étiré (100 & 65 mm ) :
propreté inclusionnaire conforme,
structure métallurgique conforme,
propriétés mécaniques et chimiques conformes.
Soudage par FE circulaire continu, pleine épaisseur et étanche, avec détensionnement local,
suivant CODAP :
Propriétés mécaniques et chimiques du cordon de soudure conforme,
Santé du cordon et de la ZAT contrôlé par US multiéléments conforme,
Vérification des contraintes résiduelles après détensionnement (en cours).
Les résultats montrent que la fabrication des colis de stockage est faisable, fiable et
reproductible
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Soudage FE Soudure ép. 55 mm Cordon soudure
Viroles forgées usinées
Essais de corrosion sur échantillons du métal de base et de la ZAT (2014-2015)
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20. Les prototypes de conteneurs HA : Traitement et contrôle
de la soudure - Vidéo soudage FE
Traitement de
détensionnement
thermique local par
induction de la zone
soudée suivant CODAP
pour réduire les
contraintes résiduelles
internes
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Contrôle US de la
soudure circulaire
suivant CODAP.
Mesure des
contraintes
résiduelles dans la
zone détensionnée
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21. Les prototypes de conteneurs MA-VL : Fabrication de
maquettes
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22. SFEN - 21 mai 2014DRD/DIR/14-0149

23. de colis
Objectifs majeurs : Evaluer dans le détail le comportement de des familles de colis
du PIGD pour les différentes phases de vie du stockage
Orientation de la R&D entre 2006 et 2017
Prise en compte de des familles et sous-familles de déchets
Prise en compte des différentes phases de vie du stockage
Focalisation sur la production de gaz et le relâchement des produits de dégradation hydrosolubles dans le cas
des déchets MA-VL
Focalisation sur les couplages entre les déchets et les matériaux
Prise en compte des évolutions de concept
Les principaux résultats :
Détermination détaillée des rendements radiolytiques pour les différents gaz (H2, HCl, CO2 ) et estimation
détaillée de la production de gaz pour :
Les déchets polymères purs ou industriels,
Les bitumes,
Les matériaux cimentaires.
Consolidation de des produits de dégradation hydrosolubles (espèces complexantes) libérés
par radiolyse/hydrolyse des polymères
Détermination détaillée des vitesses de corrosion des métaux réactifs et non réactifs
Développement modèle de relâchement paramétré pour les différentes familles de déchets vitrifiés
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24. Une R&D sur les colis adaptée au développement
de Cigéo
Objectifs majeurs :
Améliorer les modèles de comportement des déchets qui seront stockés
ultérieurement
Interaction verre R7/T7 / produits de corrosion et conséquences sur le passage en vitesse
résiduelle
Expérimentations en actif sur les verres R7/T7 (période insaturée et saturée)
Développer les modèles de comportement des nouveaux déchets
Déchets
Déchets vitrifiés de Superphénix
Déchets de traitement des combustibles civils et militaires du CEA
Déchets de démantèlement
Anticiper et répondre aux évolutions envisageables de la politique énergétique
française
Interaction combustibles usés / produits de corrosion / argilite
IRF des MOx
Accompagner les évolutions de concept
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25. Les axes de développement de la simulation numérique
3 grands axes de R&D en simulation numérique :
La simulation des processus physiques
Implémentation des modèles de comportement et des couplages multi-physiques
Corrosion et environnement hydrique (vs production
Corrosion des armatures et comportement mécanique béton
Air de ventilation et milieu poreux (vs Risque Atex, )
Écoulements multi-composants gaz et mécanique en approche double milieu
Transport réactif et hydraulique insaturée multi-composants gaz
Les méthodes numériques de résolution
Capacités de calculs « haute performance »
Parallélisme des solveurs et calcul intensif
Méthodes de décomposition de domaine espace/temps
Algorithmes de résolution robustes et précis
Solveurs/préconditionneurs de matrice performants (sur maillage déformé, )
Contrôle (estimateurs a posteriori)
Algorithmes de maillage performants
Maillages adaptatifs
Maillages hybrides
Les méthodes
Analyse et de sensibilité
Méthodes de décomposition des moments élevé
Méta-modèles
Assimilation de données et outils à la décision
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26. Calculs
analytiques
Calculs
numériques
séquentiels
Calculs
numériques
parallèles
Une montée en puissance de la R&D sur la simulation
numérique
2000
2010
1990
2001
3D
104 mailles
500 Mo
2005
3D
7.105 mailles
5 To
2009
3D
106 mailles
10 To
2010
3D
Processus linéaire
106 mailles
2011
3D
Processus non linéaire
7.105 mailles
SFEN - 21 mai 2014
1 cpu
8 - 32 cpus
20xx
DRD/DIR/14-0149

27. X
Y
0 1000 2000 3000 4000
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
H: 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312
Frame 001 09 Dec 2004 calcul dans Alliances
Représentation simplifiée d une
seule partie du stockage (zone HA)
+ COX
maillage de 600.000 éléments
Temps CPU = 5 jours
Représentation simplifiée de tout
le stockage (modules + puits +
galeries) + COX
maillage de 8.000.000 éléments
Temps CPU = 5 jours
2005
(dossier 2005)
2009
(choix ZIRA)
2012
(comparaison esquisses)
Représentation détaillée de tout le
stockage (alvéoles + puits +
galeries) + COX
maillage de 12.000.000 éléments
Temps CPU = 3 jours
Porflow
Porflow Porflow
Evaluation du transfert de solutés dans le stockage Cigéo
et complète des composants ouvragés (EDZ incluse) du stockage en 2012
Une montée en puissance de la R&D sur la
simulation numérique
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28. Le développement de la R&D sur le monitoring
Les axes de R&D
Outils à demeure » (filaire)
Méthodes mobilisables et distantes (non destructives)
Transmission sans fil
Effort important sur les fibres optiques pour les mesures thermiques,
mécanique et chimique/gaz
SFEN - 21 mai 2014DRD/DIR/14-0149

29. Le développement
Pérenne de
SFEN - 21 mai 2014
et de la biodiversité
Stations de suivi des eaux
Site expérimental forestier
Site expérimental agricole
Station atmosphérique
Ecothèque
Télédétection satellitaire et aéroportée
Ruches instrumentées
DRD/DIR/14-0149

30. SFEN - 21 mai 2014
Hydrosphère
Lithosphère
Biosphère
(Biodiversité)
Hommes
(Habitudes de
vie,
pratiques)
Atmosphère
Air
Eau de pluie
Eaux de surface
Eaux souterraines
Sols
Faune
Flore
Fonctionnement des écosystèmes
Paramètres
Physico-chimiques
Biologiques
radiologiques
Une quantité de données élevée : 2500 points de suivi, 36.000 analyses,
50.000 observations
Un outil exceptionnel
de recherche sur un nombre de compartiments étudiés et de
mesures très important
DRD/DIR/14-0149

31. écothèque : un outil exceptionnel au service de la surveillance de
SFEN - 21 mai 2014
Une banques de données environnementales
complète (eau, sol, matrice biologique, )
La possibilité de comparaison du futur avec
actuel et de procéder à des analyses
rétrospectives de
Une zone « process » de 1000 m²
Cryogénie, surgélation, conservation à sec
4 tonnes d'échantillons secs
1,2 tonne d'échantillons cryogénisés
1 tonne d'échantillons conservés en surgélation.
Une structure unique en France
Les mémoires des enveloppes superficielles de la Terre et des milieux de vie des sociétés
réunies dans un seul lieu
Une intégration dans le réseau international des écothèques (Environmental Specimen Bank :
www.inter-esb.org)
Le respect des normes HQE, conception avec les exigences des meilleures réalisations
similaires à
Une mise en opérationnelle depuis fin 2013
Une ouverture officielle prévue au printemps 2014
Salle
blanche
Conservation
par
surgélationet
cryogénie
Pédothèque
DRD/DIR/14-0149

32. écothèque : un outil ouvert au public
SFEN - 21 mai 2014
La possibilité de voire la zone « process
Compactus
(conservation à sec)
Réservoir
cryogénique
Surgélateur
DRD/DIR/14-0149

33. Evolution de la R&D
à partir de 2013
SFEN - 21 mai 2014DRD/DIR/14-0149

34. Les suites du débat public et de la conférence citoyenne
Andra
Andra sur «
Meuse/Haute-Marne : le projet Cigéo »
Un débat en 2 phases : 15 mai au 31 juillet 2013 puis 1ere septembre au 15 décembre 2013, a
154
Andra des avis et attentes, ainsi que des recommandations des évaluateurs (ASN, IRSN, CNE) de
Andra et des autorités (autorité environnementale, HCTISN) qui se sont largement exprimés en 2013 sur le projet
Cigéo
Délibération du Conseil d'Administration Andra du 5 mai Journal
Officiel (JORF n°0108 du 10 mai 2014)
4 évolutions du projet
Un aménagement du calendrier
récupérabilité
» Horizon 2020 : décret de création
»
1 proposition sur la réversibilité
Définitions pour la réversibilité et la récupérabilité
Approche par étapes
3 engagements
Garantir la sûreté avant tout
Maitriser les coûts
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35. Cigéo (1/2)
2
1
Projet de concept du Dossier 2005
Projet de concept du Dossier 2009
Zone
descenderie
Zone
puits
Zone de stockage MA-VL
Zone de stockage HA)
HA0
Projet de concept à fin 2013
Zone puits
SFEN 21 mai 2014

36. La structuration de la R&D à partir de 2013
Une structuration autour de 5 thématiques
opérationnelles
Préserver la ressource rare des sites de
stockage
Définir les exigences et les Spécifications
Techniques de Besoins (STB), et les adapter au
progrès des connaissances
Accompagner les opérations de construction et
d'exploitation des stockages
Définir et exploiter les techniques et les réseaux
Optimiser les matériaux des stockages
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37. Les lignes de forces scientifiques au travers des thématiques
opérationnelles
Matériaux et comportement des ouvrages
Définition de formulations des matériaux, caractérisation des matériaux et
caractérisation / dimensionnement des objets « composants »
Caractérisation des couplages et systèmes THMC complexes
Déchets en situation de stockage et conditionnement/traitement des déchets
Base de connaissances pour les spécifications et la conception Gouvernance de la
gestion des déchets (définition de filières de gestion adaptées)
Mesure
De
de la connaissance
Simulation numérique
Besoins de représentation des composants et des processus (exploitation et après
fermeture, stockage / milieu géologique/environnements de surface)
Surfaces et interfaces continentales
Caractérisation du milieu géologique de (sub)surface et des environnements de
surface
Sciences Humaines et Sociales (SHS)
Gouvernance des stockages et des déchets
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38. Programme de R&D 2013-2016 : vers une implication plus
Andra
Exemple du projet de traitement des déchets MA-VL « alpha »
(projet PIVIC)
Déchets technologiques MA-VL issus des installations de
fabrication de MOx et de retraitement du combustible
Gants, chiffonnettes
par voie plasma
confinante
Facteur 15 de réduction de volume par rapport au déchet brut
Prise en charge ponctuelle de déchets petits producteurs sans filière
Collaboration Areva/CEA/Andra sur la période 2011-2018,
financement partiel
SFEN - 21 mai 2014DRD/DIR/14-0149

39. SFEN - 21 mai 2014
Andra sont
présentées sur : http//www.andra.fr/
DRD/DIR/14-0149