« Les démonstrateurs permettent d’améliorer nos procédés et de préparer la construction et le fonctionnement de Cigéo »
Pour préparer la conception, l’exploitation et la fermeture du projet Cigéo, les ingénieurs de l’Andra testent certaines de leurs options techniques grâce à des démonstrateurs. Le point sur une méthodologie de travail qui allie l’innovation aux technologies éprouvées, avec Olivier Alavoine, directeur scientifique et technique adjoint de l’Andra.
Cigéo est un projet unique qui vise à stocker les déchets radioactifs les plus dangereux à 500 mètres sous terre. Pour passer de la théorie à la pratique, il est indispensable de tester les solutions qui seront mises en œuvre durant la vie du projet.
30 ans de recherches au service de Cigéo
« Du point de vue de l’ingénierie, nous devons répondre à trois enjeux, explique Olivier Alavoine. Tout d’abord, il a fallu démontrer qu’un stockage géologique en milieu argileux était techniquement possible. Nous devons maintenant confirmer nos choix technologiques, c’est-à-dire les tester et les justifier pour valider le concept retenu pour chaque enjeu. Enfin, il faut également préparer la construction effective de Cigéo, si celui-ci est autorisé, et les tout premiers pas de son exploitation. »
Répondre à ces enjeux implique l’utilisation de nombreuses techniques et technologies, via des procédés et dispositifs inédits. « Concevoir Cigéo signifie très souvent soit innover soit adapter des technologies existantes. »
Prototype ou démonstrateur, quelle différence ?
Prototype et démonstrateur sont tous deux des réalisations inédites que l’on veut tester et éventuellement améliorer. Mais avec une différence : un prototype est un « premier modèle » qui permet d’optimiser une future fabrication en série, tandis qu’un démonstrateur sert à évaluer, taille réelle, un dispositif.
Des modèles grandeur nature
Pour évaluer certains concepts techniques, l’Andra réalise des démonstrateurs, c’est-à-dire qu’elle fabrique des modèles grandeur nature pour les tester en taille réelle, optimiser leur conception et leur utilisation future. En effet, un essai est la meilleure façon de démontrer que le concept retenu est fiable et qu’il respecte les contraintes de sécurité et de sûreté propres au contexte particulier du projet Cigéo.
« Nos démonstrateurs sont très divers, souligne Olivier Alavoine. Certains sont des machines, comme des engins de manipulation des colis ou des robots de surveillance, et se trouvent en surface chez des industriels ou dans des laboratoires de R&D. D’autres, notamment ceux concernant le creusement ou les expérimentations en lien avec la connaissance de la roche, se trouvent dans notre Laboratoire de recherche souterrain en Meuse/Haute-Marne. »
Les durées pendant lesquelles des expérimentations sont conduites sont également très variables : quelques années pour des démonstrateurs technologiques comme des robots, des dizaines d’années pour des démonstrateurs plus complexes, comme les alvéoles de stockage, où il est nécessaire en particulier de suivre le comportement de la roche dans le temps.
« Concevoir Cigéo signifie soit innover totalement soit adapter des technologies existantes. »
Des démonstrateurs en constante évolution
Dans le cadre de l’avancée du projet Cigéo, de nombreux démonstrateurs ont été mis en œuvre, dont la plupart au Laboratoire souterrain où plus de 80 expérimentations sont en cours ou ont été menées. « Le Laboratoire souterrain est un outil privilégié pour tester dans des conditions représentatives nos démonstrateurs », souligne Olivier Alavoine. Au fur et à mesure que les démonstrateurs permettent de valider des choix techniques et technologiques, d’autres sont mis en route.
Ainsi le projet Cigéo a pu évoluer peu à peu et s’affiner… avec en perspective la préparation de futures étapes comme la phase industrielle pilote, si le projet est autorisé (cf. encadré ci-dessous). Ce sont ainsi des démonstrateurs de plus en plus proches de la mise en œuvre du stockage à venir qui sont testés. « Les démonstrateurs pour l’installation industrielle doivent conforter les options de construction et de fonctionnement. Ils sont donc similaires à l’installation future ! Par exemple, au cours de la phase industrielle pilote, il s’agira de qualifier, grandeur nature, les performances des procédés industriels de creusement », note Olivier Alavoine.
Certains démonstrateurs sont toujours actifs ou sont réutilisés pour différentes expérimentations. D’autres ont permis de mettre au point des procédés et autres dispositifs importants pour le projet comme les conteneurs de stockage ou le robot SAM, un véhicule autonome qui pourrait suivre le comportement des futures alvéoles de stockage de déchets de haute activité (HA). « D’autres leur succéderont encore ! D’une part, parce que nous sommes dans un processus d’amélioration continue et d’autre part parce que certaines étapes du projet Cigéo sont à horizon très lointain. Nous testons actuellement des robots qui surveilleront les colis de moyenne activité à vie longue (MA-VL) et pourtant, ils ne seront pas déployés avant plusieurs décennies. Mais nous démontrons ainsi dès à présent l’existence d’outils adaptables et fiables, permettant de répondre aux exigences du projet, dans une démarche de cohérence globale. Le principe des démonstrateurs reste et restera central pour Cigéo ».
« Plus d’une centaine de démonstrateurs ont été réalisés depuis plus de 20 ans. »
L’ensemble des démonstrateurs de l’Agence n’est pas qu’au service des activités scientifiques et techniques du projet. Elle répond aussi à la demande de « preuve de faisabilité » de l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN), en charge de contrôler les activités de l’Andra et en particulier d’instruire la demande d’autorisation de création de Cigéo. La démarche d’essais technologiques a par ailleurs été retenue par les homologues européens de l’Andra (en Suède, en Belgique, en Suisse, etc.) dans le cadre de leurs activités de R&D en lien avec leur stockage géologique.
Qu’est-ce que la « phase industrielle pilote » ?
Proposée par l’Andra à la suite du débat public de 2013 et inscrite dans la loi en 2016, la phase industrielle pilote du projet Cigéo consistera à conforter les fonctionnalités techniques et organisationnelles du centre de stockage en conditions réelles, pendant les premières années de construction et de fonctionnement. C’est aussi durant cette phase que débutera la mise en pratique de la gouvernance du projet, c’est-à-dire la manière dont seront préparées, prises et suivies les décisions relatives au développement et au fonctionnement de Cigéo.