RESUME ET PRINCIPALES CONCLUSIONS
L'évaluation des recherches, selon la mission confiée à la Commission par l'article 4 de la loi du 30 décembre 1991, a été poursuivie. Le rapport n° 5 correspond aux auditions tenues de septembre 1998 à mai 1999. Ce rapport, ainsi que les recommandations formulées dans celui-ci, ont été approuvés unanimement par les Membres de la Commission Nationale d'Evaluation (CNE) et remis au Gouvernement le 21 juin 1999.

 
La pertinence des recherches sur les trois axes de la loi
Ainsi que la Commission l'avait noté pour la première fois dans son rapport n° 4 (octobre 1998), on peut maintenant considérer que les recherches se poursuivent de façon équilibrée sur les trois voies prévues par la loi de 1991. Bien sûr, ceci ne veut pas dire nécessairement un budget annuel égal sur chacune de ces voies, puisque la réalisation d'un dispositif expérimental ou d'un laboratoire souterrain peut accroître temporairement le montant des dépenses sur l'une d'entre elles ; la Commission fonde son jugement sur un avancement soutenu et équilibré des travaux de recherche, qui devrait permettre de fournir, au terme fixé par la loi, un rapport final cohérent et des recommandations sur les travaux ultérieurs.

Dans le cadre des directives gouvernementales, la Commission avait remis en juin 1998 au Gouvernement le rapport que celui-ci lui avait demandé sur la réversibilité, avec ses implications dans les domaines de l'entreposage et du stockage. Les décisions des comités interministériels du 2 février et du 9 décembre 1998 ont défini les principes de l'équilibre à rechercher entre les trois axes de la loi. Il faut particulièrement y noter l'intérêt accordé aux possibilités de transmutation par des réacteurs sous-critiques (systèmes "hybrides", axe 1 de la loi), le concept de réversibilité des stockages et la spécificité de ceux-ci (" un lien étroit doit être fait entre le type de déchets et les types d'entreposage ou de stockages à étudier ", axe 2 de la loi), ainsi que le problème d'un entreposage prolongé, en vue d'un éventuel traitement, des combustibles usés ou des déchets de haute activité (axe 3 de la loi). Enfin, une mission spécifique sur l'inventaire des déchets a été confiée au Président de l'ANDRA.

L'adéquation générale des recherches aux objectifs de la loi de 1991 et leur cohérence avec la stratégie des industriels ont été confirmées lors des présentations faites le 6 janvier 1999. D'un côté, EDF a présenté trois phases successives de gestion de son parc de réacteurs au cours du siècle à venir, tout en insistant sur l'évidente nécessité pour un industriel de conserver une grande flexibilité pour s'adapter aux évolutions techniques, économiques et réglementaires. COGEMA et FRAMATOME ont fait état de la faisabilité et de la disponibilité des diverses technologies correspondantes. D'un autre côté, les acteurs de la recherche, sous l'égide du Ministère de l'Education Nationale, de la Recherche et de la Technologie (MENRT* ), ont présenté, pour la première fois dans un document commun, la stratégie et le programme des recherches, ce qui constitue, aux yeux de la Commission, une avancée importante. La Commission considère également que la recherche doit pouvoir offrir, le moment venu, une assez large palette de solutions techniques, qui ne restreignent pas les futurs choix industriels.

La Commission attire cependant l'attention sur quelques points où la cohérence des recherches avec l'esprit de la loi ou la stratégie industrielle pourrait être améliorée, et sur lesquels elle ne partage pas nécessairement les positions qui lui ont été présentées :


le problème des entreposages de longue durée qui se limite pour EDF à environ 50 ans d'entreposage après la sortie des réacteurs et qui pourrait aller à 300 ans pour le CEA ; l'origine de cette différence d'approche réside peut-être dans la nature des dépôts qui y seraient placés (combustibles usés après entreposage préalable en piscine pour EDF ; tous types de déchets B et C, ainsi que des combustibles usés pour le CEA) ; la Commission souligne qu'un tel concept laisse une part importante de la gestion de l'aval du cycle aux générations futures. Le risque qu'une installation d'entreposage de très longue durée soit délaissée, voire oubliée n'est pas négligeable ;


la reprise des déchets anciens relevant de la loi et actuellement en vrac : pour ceux-ci, le CEA a annoncé des options retenues dans le projet d'entreposage CEDRA* de Cadarache ; il développe par ailleurs de nouveaux procédés performants de conditionnement qui pourraient s'appliquer à ces déchets, car la reprise effective des déchets en vrac n'est pas évidente. De son côté, COGEMA a arrêté des solutions de référence selon des procédés éprouvés industriellement (cimentation, bitumage) et demeure ouverte aux procédés du CEA, pourvu qu'ils soient qualifiés en temps utile. Il importe donc que la qualification des procédés, issus des recherches du CEA, se fasse selon un calendrier précis, compatible avec les opérations de reprise projetées ; ces procédés doivent, en outre, donner lieu à des gains significatifs de sûreté et éventuellement économiques ;


la question des risques sanitaires liés aux divers modes de gestion des déchets est au cour des recherches qui seront menées sur cette gestion. Ceci concerne notamment la relation entre les doses de nature radiologique ou chimique et le risque, pour des expositions mettant en jeu de nombreuses générations, dans le respect du principe de précaution*. Les recherches les plus récentes présentées à la Commission montrent que la connaissance scientifique du sujet est encore en évolution substantielle et que certaines positions devront être revues et complétées ; la Commission fait part de ses réflexions dans l'annexe 7 du rapport ;

la Commission donne un poids important à l'inventaire des déchets relevant de la loi de 1991, car elle pense que la connaissance des caractéristiques des colis à déposer en entreposage ou en stockage (dimensions, masse, thermicité, nature des radionucléides) ainsi que leur volume total est une condition nécessaire à la fois pour que les expériences qui seront conduites dans les laboratoires souterrains soient représentatives, et donc significatives, et pour les études de conception et de faisabilité.


le document sur la stratégie et les programmes de recherche n'aborde pas la question de la responsabilité de la modélisation d'ensemble, indispensable pour la démonstration de la sûreté d'un stockage ou d'un entreposage de longue durée.

Le suivi des recommandations antérieures de la Commission

Les deux séances de travail qui ont examiné le suivi des recommandations ont, avant tout, favorisé le dialogue et permis d'apporter des clarifications sur de nombreux points. En particulier, toutes les recommandations émises dans le rapport n° 4 ont reçu une réponse. Dans l'ensemble, la majorité des recommandations ont été prises en compte par les acteurs de la loi (chapitre 2). Celles qui appellent de la part de la Commission une discussion plus approfondie figurent dans le corps du présent rapport.

D'une façon générale, les réunions de travail bi- ou multilatérales entre les acteurs de la loi, entre la Commission et certains ou la totalité d'entre eux, ont amené sur bien des aspects une convergence des points de vue, même si quelques sujets de divergence d'opinion scientifique subsistent, comme l'inventaire des déchets ou la modélisation, qui font chacun l'objet d'un chapitre séparé (chapitres 4 et 5) ; les autres points de l'évaluation et les recommandations qui s'y rapportent sont regroupés selon les trois axes de la loi de 1991 (chapitres 6, 7, et 8 respectivement).

L'inventaire des déchets relevant de la loi de 1991

Dans son rapport n° 4, la Commission avait observé que l'inventaire et les prévisions de 1998 n'étaient pas satisfaisants : en particulier les valeurs prévues pour 2020 ne semblaient pas cohérentes avec les prévisions faites en 1996, ni avec ce qu'on pouvait connaître de la situation existante. Les conclusions du Comité interministériel du 9 décembre 1998 permettent à présent de remédier à cette situation, grâce à la mission confiée au Président de l'ANDRA de proposer une méthode fiable de comptage, qui soit la base de l'inventaire de l'existant. A partir de ce dernier, il sera alors possible de développer ensuite des prévisions pour les périodes 2000-2020 et 2020-2070 qui correspondent aux étapes principales distinguées, tant par EDF pour le remplacement de son parc, que par l'ANDRA pour le début et la fin de l'exploitation du premier stockage. Suite aux interventions de la Commission, les producteurs ont précisé cet inventaire ; la Commission y a contribué par les auditions et les discussions.

Le manque de cohérence relevé par la Commission dans son rapport n° 4 provient en effet de deux causes principales. En premier lieu, l'obligation faite aux producteurs de déchets de fournir des prévisions pour 2020 et 2070 ne comprenait pas un inventaire de l'existant. En second lieu, pour effectuer ces prévisions, les divers producteurs ont adopté des attitudes assez différentes sur les déchets non conditionnés, qui représentent environ la moitié des déchets B : certains se sont limités aux pratiques existantes ou aux procédés nouveaux dont la démonstration industrielle est déjà faite ; d'autres ont fait intervenir le résultat potentiel de recherches en cours pour en limiter le volume par un mode de conditionnement approprié, ou en déclasser une partie en déchets de catégorie A recevables en stockage de surface ; la compatibilité de ces colis avec les normes du stockage en surface, et en particulier avec la capacité radiologique du site, reste à démontrer.

Enfin, les déchets issus du démantèlement des installations anciennes dans les périodes 2000-2020 et 2020-2070 semblent avoir été pris en compte de façon insuffisante dans l'inventaire 1998. Il en est de même pour le problème des déchets secondaires, créés par le reconditionnement de déchets anciens. L'un et l'autre risquent de produire des volumes importants de déchets B, qui augmenteront un inventaire déjà chargé, et de déchets A qui pourraient occuper une part volumique notable du seul centre de stockage de surface actuellement disponible dans l'Aube, ou de sa capacité radiologique.

La modélisation et la simulation numérique

La simulation numérique sur ordinateur est un outil puissant de rassemblement cohérent, exhaustif, dans un cadre opératoire, des connaissances. Elle est le complément normal de l'expérimentation, et devient indispensable lorsque cette dernière n'est pas possible dans sa globalité spatiale et temporelle, ce qui est le cas du stockage des déchets de haute activité et à vie longue. La Commission a poursuivi son évaluation des besoins et de l'état d'avancement de ce domaine, dans la perspective d'aboutir à un outil de simulation capable d'effectuer les démonstrations techniques en support à une analyse de sûreté pour l'avant-projet de stockage qui devra être soumis aux Pouvoirs Publics en 2006.

De nombreux aspects ont été abordés, comprenant des domaines spécifiques très divers (physique, chimie, mécanique, géologie, etc..) souvent difficiles à modéliser : les acteurs de la loi remplissent bien leur rôle dans ce secteur. Mais il ne s'en dégage pas une véritable organisation globale de la simulation numérique ni une stratégie générale destinée à intégrer, pour une démonstration de sûreté, l'ensemble des codes développés. Il est essentiel, pour l'avenir des recherches prévues par la loi de 1991, que l'un des acteurs de cette loi possède une vision d'ensemble claire (et donc effectue la synthèse par un code de calcul ou une chaîne de codes cohérents) et une planification à long terme orientée vers la création d'un outil de simulation du meilleur niveau scientifique, nécessaire pour la validation du concept de stockage et la démonstration de sûreté en 2006. Il ne faut pas attendre d'avoir tout analysé et modélisé pour débuter la simulation de l'ensemble du problème.

En d'autres termes, la Commission a le sentiment que les acteurs de la loi sont tous conscients de l'importance de la simulation numérique pour la sûreté du stockage géologique et de l'entreposage de longue durée. Mais il n'apparaît pas qu'aujourd'hui les objectifs soient clairement définis et qu'il existe un plan à long terme crédible avec pour finalité l'élaboration d'outils complets et cohérents, validés par l'expérimentation possible, et la capacité de répondre, dans les délais impartis par les Pouvoirs Publics, à la question de la répartition des radionucléides en fonction du temps, dans la géosphère et la biosphère concernées, pour un concept de stockage géologique ou d'entreposage donné. Le couplage des codes, en particulier, est une énorme difficulté : la climatologie a piétiné pendant quelques années sur une difficulté de ce type, lorsqu'il a fallu coupler les deux milieux, océan et atmosphère. Or, le stockage géologique amènera à en coupler quatre : colis, barrière, milieu géologique et biosphère. Cette situation pourrait conduire à manquer d'abord le rendez-vous de 2001 entre organismes, et peut-être même celui de 2006.

Dans ces conditions, la Commission recommande d'établir, pour la simulation numérique, un plan à long terme clair, avec des étapes et des rendez-vous pour faire des comparaisons nationales et internationales sur les performances des modèles ; de préparer des appels d'offres précis, ouverts et internationaux, permettant de susciter l'arrivée de nouvelles équipes ; de décider qui intégrera dans un code ou un ensemble de codes les recherches en modélisation, qui effectuera la collecte des données et qui sera notamment responsable de la simulation des expériences effectuées dans les laboratoires souterrains. La désignation rapide d'un responsable scientifique central et éminent, entouré d'une petite équipe de haut niveau, capable de suivre et de rassembler tous les codes, paraît nécessaire.

Un appel aux équipes des grands laboratoires privés et publics (EDF, IFP, INRIA, CNRS et Universités .), qui détiennent déjà certaines des compétences spécialisées nécessaires, ainsi qu'à celles des pays confrontés aux mêmes problèmes, serait souhaitable.

Les recherches sur la séparation et la transmutation - Axe 1 de la loi

Les recherches menées sur l'axe 1 de la loi visent, en premier lieu, des séparations plus poussées, en particulier des éléments dont certains isotopes pourraient engendrer un risque dans le futur. Ceux-ci peuvent ensuite être soit transmutés dans un flux de neutrons dans des réacteurs classiques ou innovants (séparation - transmutation : S-T) soit conditionnés dans des nouvelles matrices en vue d'un entreposage ou d'un stockage (séparation - conditionnement : S-C). Les séparations sont donc un préalable à la mise en ouvre de ces deux voies.

De nouvelles familles de molécules ont permis d'améliorer nettement les performances de séparation des actinides mineurs et des lanthanides, de même que l'extraction du césium. Les résultats des recherches menées dans le programme "Actinex* " sur la séparation des actinides et des produits de fission à vie longue sont donc très encourageants.

Le CEA entreprend de réorienter ses recherches en séparation par pyrochimie vers le traitement de cibles d'irradiation en relation avec le scénario de transmutation dit " à double strate ". Dans celui-ci la première strate est constituée par des réacteurs critiques produisant l'énergie et recyclant le plutonium et la seconde strate par des systèmes hybrides* incinérant les actinides mineurs et certains produits de fission à vie longue.

La transmutation par des systèmes hybrides a suscité l'intérêt de certains industriels, qui participent au Groupement de recherche GEDEON*. Par ailleurs, plusieurs pays européens présentent des propositions communes dans ce sens, dans le cadre du 5ème PCRD*.

Les recherches de base sur les systèmes hybrides* portent avant tout sur les problèmes liés à l'accélérateur et aux interfaces avec la cible et le réacteur. Les problèmes de matériaux font l'objet d'un effort accru, et un premier élément de recherche sur l'accélérateur est le projet IPHI* d'injecteur développé à Saclay par le CEA et l'IN2P3. Ceci amène la Commission à une recommandation forte pour qu'un effort prioritaire soit consenti sur le projet IPHI*.

Les recherches pour les laboratoires souterrains et le stockage géologique - Axe 2 de la loi

La décision gouvernementale du 9 décembre 1998 a donné une nouvelle impulsion aux recherches en laboratoire souterrain à réaliser dans les argiles du Jurassique du site de l'Est de la France. Les objectifs du laboratoire devront être clairement fixés par un cahier des charges qui garantira les conditions de réalisation de l'ouvrage compatibles avec la qualité scientifique des observations ; il définira également les opérations qui devront être menées soit avant, soit en parallèle (état initial des lieux, forages de contrôle, compléments éventuels de géophysique), les expériences à réaliser dans le laboratoire souterrain, et le calendrier de l'ensemble. Bien que consciente du caractère très tendu de ce dernier (c'est la Commission qui a attiré, la première, l'attention sur ce point), la Commission place clairement l'obligation d'acquérir des données solidement établies avant celle de respecter le calendrier.

L'ANDRA a décidé de mettre en place une organisation scientifique et opérationnelle des recherches, comprenant un comité de suivi placé sous l'autorité de son Conseil Scientifique, ainsi que l'avait recommandé la Commission dans son rapport précédent. La Commission se réjouit de cette initiative qui permettra d'associer aux travaux des personnalités scientifiques éminentes, et de tirer le meilleur parti scientifique et technique de cet investissement.

La décision gouvernementale confie également à l'ANDRA la recherche d'un site approprié pour un second laboratoire dans un terrain granitique sans couverture sédimentaire. Cet organisme a immédiatement mis en route, en collaboration avec le BRGM, un inventaire des formations granitiques susceptibles de répondre à cette demande. Ce travail, dont la Commission est régulièrement informée, prend en compte l'ensemble des avancées scientifiques réalisées sur la connaissance des massifs granitiques depuis l'inventaire de 1983. Ces données nouvelles sont considérables, grâce à de nombreuses recherches allant des travaux de thèses de doctorat jusqu'au programme " Géologie profonde de la France " et à l'élaboration de la carte géologique nationale. La Commission approuve pleinement la démarche suivie, qui est à la fois objective du point de vue des critères scientifiques de choix, et laisse entièrement ouverte la concertation. Elle formulera une évaluation spécifique de ce travail, dès que le rapport d'étape lui aura été soumis. Il semble peu plausible cependant qu'un laboratoire souterrain dans le granite puisse faire l'objet d'une exploitation scientifique suffisante à l'horizon de 2006.

La Commission a également entendu l'ANDRA sur les options initiales de conception d'un stockage de déchets relevant de la loi et sur les exercices de sûreté associés. Il ne fait pas de doute qu'une première définition des colis susceptibles d'être mis en place dans un futur stockage devient urgente, d'abord pour les mêmes raisons qui sont indiquées dans le chapitre consacré à l'inventaire : la représentativité des laboratoires souterrains, et des expériences qui y seront réalisées ; mais encore, du simple point de vue de l'acceptabilité des colis telle qu'elle est envisagée par les acteurs de la loi. Par exemple, si une réduction de volume lors du conditionnement n'aboutit pas à une homologation en l'état, mais nécessite un conteneurage particulier conduisant à une augmentation notable du volume à stocker, on peut craindre de perdre ainsi le gain attendu de cette opération. Il en va de même si le déclassement de déchets B se révélait impossible.

Un autre point important concerne la modélisation du " champ lointain ", où il paraît indispensable de stimuler la recherche fondamentale afin de disposer des outils et des équipes lorsque les connaissances de base seront acquises, faute de quoi le rendez-vous de 2006 sera compromis. Les appréciations portées et les progrès souhaités au chapitre modélisation sont ici de première importance.

Les recherches sur le conditionnement et l'entreposage - Axe 3 de la loi

Les recherches conduites dans ces domaines ont fait l'objet d'un accroissement notable de leur volume, accompagné d'un renforcement de leur structuration et de leur orientation, dès l'an dernier, suite aux instructions gouvernementales. La Commission constate que l'effort a été poursuivi au cours de cette année ; elle souhaite cependant y voir combler diverses lacunes. En particulier, le programme devrait donner plus de poids à des sujets d'intérêt général, tels que le colisage (conteneurs et contenu), le comportement à long terme des matrices de conditionnement, les contraintes spécifiques introduites par la réversibilité, la spéciation des radionucléides éventuellement relâchés.

Dans son rapport, la Commission, s'est efforcée de clarifier des notions souvent mal définies au stade actuel des études, tel est notamment le cas des termes désignant les parties constitutives d'un colis de déchet : la Commission invite les acteurs de la loi à s'accorder sur les définitions à donner, tant pour les recherches de l'axe 2 que celles de l'axe 3.

Dans le domaine des matrices de confinement, l'effort a été réparti, d'une part sur les matrices existantes (verres, bitumes, ciments) et, d'autre part sur des matrices nouvelles (apatites, zirconolites, phosphate de thorium, etc..). La constitution du Groupement de Recherche NOMADE* devrait permettre un développement concerté entre les équipes du CEA, du CNRS et des Universités portant sur des matrices nouvelles dans les domaines prometteurs que sont les verres spécifiques, les milieux vitrocristallins et les céramiques.

Les procédés de conditionnement pour la fabrication de nouveaux colis ou la reprise éventuelle de colis existants ont fait l'objet d'études technologiques prometteuses : incinération des déchets, creusets froids à induction directe dans le matériau à fondre, torche à plasma*, avec possibilité de vitrification directe. Ces technologies pourraient également permettre d'améliorer ou simplifier des procédés existants. La Commission suit avec intérêt ces développements et souhaite en être tenue informée, particulièrement en ce qui concerne le reconditionnement de colis de déchets B, et la reprise des déchets anciens de COGEMA et du CEA.

Les études sur le comportement à long terme des matrices et des colis s'attachent à établir les mécanismes d'altération et à représenter leur tenue à long terme par des modèles prédictifs. La Commission relève un effort remarquable du CEA sur les études de résistance à l'altération du verre R7T7* qui nécessitent toutefois d'être poursuivies. La lixiviation des oxydes d'uranium et celle des combustibles UOX* usés sont assez bien connues ; sur les combustibles MOX*, les résultats sont plus partiels.
L'entreposage de longue durée sur plusieurs décennies est une pratique courante, tant en France qu'à l'étranger. Des opérations de désentreposage ont déjà été réalisées sans complication majeure par le CEA et la COGEMA, mais d'autres soulèveraient des difficultés. Le Gouvernement, dans ses conclusions du 9 décembre 1998, a demandé au CEA de mener des recherches sur l'entreposage de longue durée, tout en laissant les options ouvertes à la recherche. Deux voies sont possibles pour entreposer des déchets ou des combustibles usés au-delà de 50 ans : étendre la durée d'entreposage par une succession de périodes limitées, à l'issue desquelles une expertise du site et des conteneurs est menée et permet d'engager une période supplémentaire ; modifier les concepts industriels existants (entrepôt, conteneur) pour en allonger la durée de vie et réaliser d'une seule traite le confinement des déchets pendant plusieurs siècles.

Dans cette perspective, douze concepts préliminaires ont été proposés. La Commission recommande que, dans une étude approfondie, les spécifications appliquées aux colis tiennent compte à la fois des conditions de transport, d'entreposage, et des conditions de stockage en milieu géologique, afin de limiter les reprises de conditionnement. Elle souligne à nouveau que l'entreposage est une solution d'attente d'un procédé industriel (par exemple issu des résultats des recherches sur la transmutation), ou d'un stockage profond (nécessaire décroissance thermique et radioactive). Par ailleurs, elle recommande que le risque de délaisser une installation d'entreposage soit pris en compte dans le processus de décision.

La Commission rappelle également les clarifications nécessaires qui subsistent sur la finalité et la durée de l'entreposage de longue durée, tel qu'elles sont examinées par EDF et le CEA, (respectivement pour les seuls combustibles et pendant 50 ans ; pour l'ensemble de combustibles et des déchets sur une durée de 300 ans). Dans cette perspective, l'allongement des délais d'entreposage poserait le problème de la saturation des équipements, problème déjà rencontré aux Etats-Unis. En France, la mise en ouvre du retraitement conduit à réduire significativement le volume des combustibles usés. Cependant, l'utilisation de combustibles MOX dans l'ensemble des tranches aptes à les recevoir pourrait-elle contribuer à nous amener dans une situation de saturation durant les premières décennies du prochain siècle ? D'une façon générale, le rapprochement avec un exploitant faciliterait la prise en compte des contraintes d'exploitation dès la phase initiale des recherches.