Tout comprendre du vieillissement des matériaux
Dans son Laboratoire souterrain en Meuse/Haute-Marne, l’Andra étudie depuis 2009 l’évolution de certains matériaux dans le temps. Un travail aussi minutieux qu’essentiel à la maîtrise de projets conçus pour durer, comme Cigéo.
Corrosion, dégradation, dissolution… L’altération des matériaux est un phénomène très lent dont l’étude nécessite des moyens exceptionnels. Au Laboratoire souterrain de l’Andra en Meuse/ Haute-Marne, des essais sont menés sur les quatre familles de matériaux qui seront utilisées pour la construction et l’exploitation de Cigéo : liants hydrauliques (bétons, ciments), aciers, verres et matières argileuses.
Schématiquement, il s’agit d’enfouir des échantillons de ces matériaux dans un sous-sol représentatif du milieu géologique qui accueillera Cigéo et de les y laisser plusieurs années avant de les extraire pour les étudier.
« L’objectif est de connaître l’évolution dans le temps des propriétés spécifiques à chaque matériau : chimie, minéralogie, propriétés physico-chimiques, etc., explique Yannick Linard, responsable des essais matériaux à l’Andra. Ceci afin de déterminer à quelle vitesse ces matériaux s’altèrent et de vérifier que les fonctions demandées aux ouvrages constitués de ces matériaux ne vont pas être diminuées : déformation ou étanchéité de certaines enveloppes métalliques, vitesse de relâchement des radioéléments piégés par la matrice de verre des colis de déchets, ou encore les capacités de fermeture des ouvrages en argile gonflante(1). De plus, il faut s’assurer que l’évolution de la roche au contact des matériaux ne modifie pas ses capacités de confinement. »
Au total, 32 essais matériaux ont ainsi été lancés depuis 2009.
Comprendre l’interaction verre-métal
Dans le cas de l’essai MVE (Matériau VErre) démantelé en février dernier, il s’agissait d’étudier l’interaction du verre et du métal qui seront associés aux colis de déchets de haute activité destinés à Cigéo. Ils ont donc été laissés pendant quatorze ans dans un forage d’une douzaine de mètres réalisé dans l’une des galeries du Laboratoire souterrain, à 490 mètres sous terre.
« Ces données nous fournissent un premier aperçu de l’altération, qui doit être complété par l’analyse des matériaux extraits à la fin de l’essai »
Une instrumentation a permis d’observer en continu la circulation et la chimie des fluides (eau, gaz) entre les matériaux et de mesurer les conditions de température, pression, pH, conductivité électrique, etc. « Ces données nous fournissent un premier aperçu de l’altération, qui doit être complété par l’analyse des matériaux extraits à la fin de l’essai », explique Yannick Linard. Ces derniers ont en effet été confiés à des laboratoires partenaires. Leur étude permettra d’affiner les résultats et d’enrichir le travail de modélisation de l’Andra.
(1) Type d’argile dont le volume augmente en absorbant de l’eau, créant ainsi une pression de gonflement.