La Suisse des souterrains

Au mont Terri, où l’on met l’atome en prison

Depuis vingt ans, dans des galeries parallèles au tunnel autoroutier jurassien, seize organisations de huit pays étudient, à 300 mètres sous terre, une roche, l’argile à Opalinus, destinée à héberger les déchets nucléaires

C’est l’institut scientifique le plus prestigieux du canton du Jura – avec le Cabi à Delémont, centre de recherche spécialisé dans la lutte contre les plantes invasives et les insectes ravageurs. Le laboratoire géologique international du mont Terri fédère des instituts de huit pays, en quête de la roche susceptible d’héberger pour au moins 200 000 ans les déchets hautement radioactifs.

Le laboratoire se situe à 300 mètres sous terre, dans le Mont-Terri entre Cornol et Saint-Ursanne, le long de la galerie de sécurité d’un des deux tunnels de 4 kilomètres de l’autoroute Transjurane, franchis quotidiennement par 17 à 20 000 véhicules. Il n’y a que 70 mètres entre la route et l’espace d’expérimentation.

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On s’y rend avec un guide, au départ du centre de visiteurs du laboratoire situé à côté de la gare de Saint-Ursanne. En minibus. Le casque est de rigueur, tout comme un émetteur suspendu autour du cou, qui permet de localiser en permanence ceux qui s’aventurent dans l’espace souterrain. Avant d’entrer dans les entrailles du mont Terri, le chemin longe l’accès à 16 kilomètres d’anciennes galeries desquelles de la chaux a été extraite. Il fut question d’y entreposer, en 1994, des boues contenant des déchets spéciaux. Greenpeace est venu s’y opposer, le projet a été abandonné. Désormais, ces galeries sont à 90% remplies par les matériaux déplacés lors de la construction de la Transjurane. Elles n’ont aucun lien avec le laboratoire du mont Terri.

L’unique feu rouge du Jura

Pour pénétrer dans la galerie de sécurité de l’autoroute, il faut franchir un sas, la galerie est en légère surpression, pour diriger vers l'extérieur l'onde de choc d'une éventuelle explosion accidentelle. Se conformer au seul feu rouge permanent du canton, avant de rouler environ un kilomètre et traverser plusieurs couches géologiques, principalement des calcaires perméables et humides. Il est même difficile d’y voir clair, en raison d’une petite brume.

Le bus s’arrête là où tout est parfaitement sec, à l’entrée de la couche d’argile à Opalinus, roche de couleur sombre.

«Les expérimentations remontent à 1996, explique le directeur, Paul Bossart, géologue de formation, déjà impliqué il y a vingt ans. Le percement du tunnel routier a montré qu’on traversait une couche d’argile à Opalinus. Une aubaine, car ladite couche se trouve en principe à une profondeur allant de 600 à 900 mètres. Difficile ailleurs d’y accéder et, surtout, très coûteux.»

Les vertus de l’argile à Opalinus

Il n’était alors pas question de réaliser un laboratoire de longue haleine, mais seulement quelques expériences, dans huit niches perpendiculaires à la galerie de sécurité, durant deux ans. Et, surtout, emporter des échantillons de roche pour les analyser ailleurs.

Le projet de tester cette roche sous toutes ses coutures in situ fait pourtant rapidement son chemin, ce d’autant que l’argile à Opalinus, contrairement aux roches cristallines, semble la plus à même d’héberger les déchets hautement radioactifs. Des fonds sont débloqués en 1997 pour percer une galerie de recherche, en arc de cercle. De premiers partenaires étrangers sont trouvés, notamment les Français d’Andra. En 2004 et 2008, le laboratoire étend son réseau souterrain. Il compte désormais 630 mètres de galeries de 3,5 mètres de diamètre, prolongées latéralement par une quinzaine de niches où on procède aux expériences, 140 en vingt ans, dont 50 sont encore en cours.

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La première galerie avait été percée à l’explosif, mais la technique a détérioré la roche. Le fraisage à la haveuse – une machine qui creuse en douceur – est désormais utilisé, bien moins dommageable pour les roches.

Il règne une atmosphère somme toute agréable au milieu du laboratoire: 15 degrés, pas de suintement d’eau ni de poussière. Beaucoup d’éclairage électrique. Et énormément de technologie. Pour les expériences elles-mêmes, en collecter les données et les expliquer aux visiteurs.

Labyrinthe à visiter

En 2010, afin de contribuer à rendre acceptable le principe de l’entreposage sécurisé de déchets nucléaires, le laboratoire du mont Terri s’est ouvert au public. «Nous visions en particulier les populations concernées par les projets de dépôts zurichois et argoviens, raconte Paul Bossart. Or, ces gens sont très peu venus. Mais nous avons 5000 visiteurs par an, un public très hétéroclite: des gymnasiens, des représentants des autorités suisses et étrangères, des spécialistes, des écologistes, divers groupes, comme ces retraités des CFF accueillis dernièrement.»

Avec une patience infinie, adaptant ses explications à son public plus ou moins averti, Paul Bossart détaille le contenu des expériences menées. Ici pour tester les propriétés de l’argile à Opalinus, sa structure très fine en mille-feuilles, avec une surface électriquement négative, capable de retenir les métaux chargés positivement; sa capacité d’auto-cicatrisation (elle gonfle au contact de l’eau et colmate les fissures que provoquerait un éventuel tremblement de terre); sa très faible perméabilité (la roche contient encore de l’eau de mer vieille de 38 millions d’années).

Simulation grandeur nature, dans la niche FE-A

En plus des observations au long cours, le laboratoire réalise des simulations et des expériences grandeur nature. Mais sans déchets radioactifs, en utilisant, au besoin, des traceurs. «Nous souhaitons produire des paramètres clés robustes, comprendre les processus, pour ensuite réaliser des modélisations à long terme», souligne Paul Bossart.

En bout de galerie 08, dans la niche FE-A (galeries et niches ont toutes leurs codes), la simulation la plus spectaculaire, doublée d’écrans d’observation et de sports lumineux, proposant un véritable show.

Un forage horizontal de 3 mètres de diamètre a été opéré, ramené à 2m80 après la pose de cintres de sécurité et du béton projeté. L’objectif est tester le principe de la triple barrière censée empêcher la radioactivité et les radionucléides de s’échapper. La première barrière pour contenir les déchets, c’est un bidon en acier avec une paroi de 15 centimètres d’épaisseur. Il pèsera 28 tonnes en situation réelle, seulement 4 tonnes dans l’expérience du mont Terri, mais c’est sans importance. La deuxième barrière est constituée de granules de bentonite, soufflés entre le bidon d’acier et la roche – lors d’une précédente expérience, cette zone intermédiaire manquait d’homogénéité et la diffusion de la chaleur n’avait pas permis de tirer de bonnes conclusions. La dernière barrière est constituée de l’argile à Opalinus.

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La simulation comprend 1500 capteurs, dont de nombreux redondants, pour mesurer notamment la pression interstitielle, la température, l’humidité, la déformation mécanique, les effets de la corrosion de l’acier. A priori idéale pour retenir les radionucléides, la roche à Opalinus a un point faible: elle voit cette qualité diminuer lorsque la température dépasse 100 degrés. Or, les déchets radioactifs dégagent de la chaleur. Il s’agit de vérifier comment cette chaleur se transmet.

De niche en niche

Lorsque la température émise d’un bidon est montée à 130 degrés, la chaleur qui a atteint l’argile n’était plus que de 60 degrés. Cette expérience phare coûte 10 millions de francs et doit durer quinze ans, on en est à cinq ans.

Ainsi, de niche en niche, là pour mesurer les activités sismiques (le fossé rhénan, au nord, pousse vers le sud et il y a en moyenne un tremblement de terre par semaine, imperceptible, mais chaque décennie, l’intensité atteint 3 degrés sur l’échelle de Richter), ici pour comprendre la réaction de l’hydrogène après la corrosion. Paul Bossart explique, posément, avec transparence et en évitant toute propagande, pourquoi chaque analyse est importante.

Il n’y a pas de question sotte, dit-il. Même lorsqu’on lui demande que fait, sur la grille d’entrée au laboratoire, un panneau qui interdit de prendre de la nourriture avec soi: «C’est en raison des bactéries et de possible contamination de micro-organismes.» Il enregistre aussi minutieusement les réactions des visiteurs, extrêmement diverses. «Certains disent avoir peur, et c’est souvent irrationnel. D’autres me disent être impressionnés par les études pointues menées. D’autres encore sont contents parce que notre laboratoire est propre!»

Transparence

Comment expliquer que les ONG environnementales se soient insurgées contre la décharge chimique de Bonfol ou le projet de dépôt de déchets spéciaux à Saint-Ursanne, et pas contre le laboratoire du mont Terri? «Parce qu’il a d’emblée été décidé que ce ne serait jamais un centre de stockage. Et parce que nous avons une commission de suivi qui assure une bonne communication et la transparence, répond Paul Bossart. Lorsque la commune de Saint-Ursanne s’est inquiétée de l’utilisation de traceurs radioactifs, nous avons intégré le maire dans cette commission.»

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Le fait que le projet soit dirigé par la Confédération, via swisstopo, et supervisé par le canton du Jura, garantit-il l’impartialité des résultats? «Ce n’est pas leur rôle. La crédibilité des résultats provient de leur publication dans les revues scientifiques.»

Prison aussi pour le CO2?

La visite démontre que l’argile à Opalinus fait pleinement l’affaire. Suffisant pour y enfouir les déchets nucléaires? «Si on ne prend que les résultats enregistrés dans ce laboratoire, la réponse est négative, rétorque Paul Bossart. Nos résultats ne représentent qu’un quart des exigences. Un autre quart consiste à faire des investigations poussées sur le site d’entreposage au travers de forages profonds; il s’agit aussi d’analyser les paramètres connus du passé pour comprendre l’évolution à long terme; enfin, il s’agit de réalisation une modélisation pour se projeter dans plusieurs centaines de milliers d’années.»

Le minutieux travail d’expérimentation est loin d’être terminé. Et le laboratoire du mont Terri vise la diversification. Il est prévu de doubler sa surface en creusant une nouvelle galerie. Les partenaires entendent également tester l’argile à Opalinus pour stocker le CO2. Un autre enjeu d’importance.


En chiffres

16 Le nombre d’institutions actives dans le laboratoire de recherche du mont Terri: 3 suisses (swisstopo, la Nagra et l’IFSN); 2 françaises (Andra, l’agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs, et IRSN, institut de radioprotection et de sûreté nucléaire), 2 allemandes, 2 belges, 3 japonaises, 2 américaines (dont la société pétrolière Chevron), 1 espagnole et 1 canadienne.

140 Le nombre d’expériences lancées dans le laboratoire jurassien. Une cinquantaine est encore en cours, certaines au moins jusqu’en 2020.

76,6 En millions de francs, l’argent investi dans le laboratoire depuis 1996. 20% ont profité à des entreprises du canton du Jura. La Nagra a payé 33%, les Français d’Andra 20%, le reste est réparti entre les autres partenaires, en fonction des expériences menées. Un projet de doublement de la longueur des galeries est prévu, pour 5 millions de francs.

> 130 En mètres, l’épaisseur moyenne de la couche d’argiles à Opalinus. Dans la mesure où la couche est oblique, le laboratoire explore les 230 mètres de coupe longitudinale de la couche rocheuse. La longueur cumulée des galeries, 300 mètres sous terre, est de 630 mètres.

> 174 millions d’années. C’est l’âge des argiles à Opalinus (plus vieilles que les traces de dinosaures mises à jour dans la région, qui remontent à 152 millions d’années). L’argile à Opalinus s’est formée dans la mer peu profonde du Jurassique et regorge de fossiles d’une ammonite appelée Leioceras opalinum. Elle tire son nom des éclats bleutés, à contre-jour, de la coquille de l’ammonite.


Référendum décisif en 2031

C’est le peuple suisse, pour autant que la décision du parlement fédéral soit attaquée par référendum, qui décidera où seront entreposés les déchets nucléaires.

Longtemps, il fut question d’entreposer les déchets nucléaires dans le granit et la roche cristalline. La philosophie a changé en début de XXIe siècle, en particulier sous l’impulsion de Marc Thury, alors chef de la Société coopérative nationale pour le stockage des déchets radioactifs, la Nagra. Il estime que les argiles à Opalinus présentent des propriétés plus à même de contenir les déchets, hermétiquement et sur une longue durée. L’homogénéité des argiles est plus grande que celle des granits.

En 2011, le Conseil fédéral décrète que les argiles à Opalinus sont les seules roches en Suisse susceptibles d’héberger les déchets hautement radioactifs. En cinquante ans d’exploitation de l’énergie nucléaire, la Suisse a produit quelque 100 000 mètres cubes de déchets, dont 8000 m3 à haute radioactivité.

Reste à déterminer l’emplacement pour le stockage. Ce ne sera pas le mont Terri, l’installation du laboratoire d’expérimentation est admise par le Jura à condition, justement, qu’il n’y ait jamais de déchet nucléaire sur place, ni pour les expériences et surtout pas à long terme. La longue et minutieuse procédure de sélection est en cours. Elle comprenait, en 2008, six sites, dans les cantons de Zurich, Argovie, Soleure, Schaffhouse et Obwald (l’hypothèse d’un dépôt à Ollon avait déjà été abandonnée).

La Nagra a restreint sa sélection à deux sites: le Zürcher Weinland, au nord du canton de Zurich, à la limite du canton de Schaffhouse, et le Bözberg, dans le nord du canton d’Argovie. La région de Nördlich Lägeren, à la frontière allemande de l’Argovie, pourrait réintégrer la sélection.

La dernière phase de la conception générale du plan sectoriel «dépôts en couches géologiques profondes» se déroulera entre 2018 et 2030, où il s’agira d’effectuer des tests et analyses sur les sites. Les autorités fédérales, en finalité le parlement, choisiront ensuite le site d’entreposage. Et tout indique qu’au final, c’est le peuple qui aura le dernier mot, vraisemblablement en 2031. La loi fédérale sur l’énergie nucléaire stipule que la décision est fédérale, et pas cantonale. Zurich ou Argovie n’auront pas la compétence de refuser le dépôt.

Mais, comme le fait remarquer Paul Bossart, directeur du laboratoire du mont Terri, «le choix du site ne sera pas politique, mais s’appuiera sur les paramètres scientifiques et technologiques. Le paramètre majeur sera celui de la sécurité.»


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