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Stockage et entreposage des déchets radioactifs

Créée en 2009, puis renouvelée en 2015 et en 2019, la chaire Stockage et entreposage des déchets radioactifs est une chaire de recherche et d'enseignement en partenariat avec l'ANDRA, EDF, Orano et IMT Atlantique. En mutualisant leur expertise, les membres de la chaire ont pour objectif la réalisation  d'un programme scientifique portant sur une vision concertée en recherche et enseignement sur les enjeux scientifiques et sociétaux importants et d’aboutir à un système de conditionnement et de confinement pérenne des déchets radioactifs.

Partenaires stockage

 

 

 

contexte et axes de recherche

La production d’électricité, mais aussi les hôpitaux, les universités et certaines industries non nucléaires génèrent des déchets radioactifs. Or, les déchets radioactifs émettent des rayonnements et présentent donc un risque spécifique pour la santé de l’homme et de l’environnement pour des centaines de milliers d'années. Il est donc nécessaire de les gérer avec des précautions particulières, depuis leur production jusqu’à leur destination définitive. La mise en place de filières d’élimination adaptées constitue un enjeu majeur pour l’ensemble des acteurs : les industriels, les autorités réglementaires, les pouvoirs publics mais aussi les communautés locales et la population.

 

La chaire Stockage et entreposage des déchets radioactifs a permis de définir une feuille de route de recherche fondamentale et appliquée autour de grandes questions scientifiques comme:

  • la modélisation moléculaire pour l'amélioration de notre compréhension fondamental au niveau atomistique de notre compréhension fondamentale au niveau des interactions des radionucléides avec les surfaces des matériaux argileux et cimentaires sur les sites de stockage des déchets
  • Evaluer de manière crédible pour des centaines des milliers d’années la performance des roches argileuses et matériaux cimentaires comme barrières naturelles et artificielles pour le confinement des déchets radioactifs
  • La corrosion sous irradiation (« radiolyse ») des matériaux métalliques sous condition de stockage ou d’entreposage
  • Etudier le comportement des gaz et des radionucléides sous forme gazeuse dans les alvéoles d’un site de stockage géologique.

stockage graph

Les travaux de la chaire s'articulent autour de 2 projets de recherche depuis 2019 :

  • La modélisation moléculaire,
  • la caractérisation et la modélisation des systèmes complexes

 

L’équipe de la chaire s’est notamment construite autour du professeur émérite Bernd Grambow et du porteur de la chaire Andrey Kalinichev, professeur de renommée internationale dans le domaine de la modélisation moléculaire, rédacteur en chef de la section "Clays and Engineered Mineral Materials" de la revue scientifique Minerals" et le président de The Clay Minerals Society (2019-2020). L’équipe qui compte également un ingénieur de recherche, a recruté 9 post-doctorants depuis 2009 et 4 thèses doctorales ont été soutenues ou sont en cours de finalisation.

Depuis la création de la chaire en 2009, 38 articles avec comité de lecture ont été produits dans des revues scientifiques de grande visibilité internationale comme J. Phys. Chem. C, Applied Clay Science, Cement and Concrete Research, Clays and Clay Minerals, etc., donné plus de 40 conférences invitées et plénières et plus de 20 conférences scientifiques ou session dans ces conférences ont été organisées.

La complémentarité de la chaire avec le laboratoire Subatech

La chaire s'inscrit dans des recherches générales du laboratoire Subatech (Unité Mixte de Recherche opérée par IMT Atlantique, le CNRS et Nantes Université). L’étude du transfert des radionucléides dans le contexte du stockage de déchets radioactifs est un sujet partagé par l'équipe de radiochimie de Subatech et les membres de la chaire. A ce titre, un focus est réalisé sur les mécanismes de rétention (absorption, incorporation..) sur les matériaux argileuses et cimentaires et le rôle de la spéciation des espèces en solution dans ce transport.

Cette étude bénéficie d’un travail multi-échelles à différents niveaux :

  • Expérimental : du laboratoire aux études sur le terrain des sujets d’étude,
  • Des sujets d’études : des systèmes modèles aux échantillons réels,
  • De la modélisation : de l’échelle moléculaire aux codes de géochimie.

Les travaux de recherche menés dans la chaire ont permis au laboratoire Subatech d’occuper une place de tout premier plan, au niveau national et international. La compréhension de mécanismes moléculaires d’interaction de certains radionucléides avec la surface des roches de site de stockage datant de 150 millions d’années et l’étude du comportement des éléments traces naturels piégés dans ces roches sur cette échelle de temps ont augmenté la confiance dans la capacité de prédire la sûreté du stockage dans cette temporalités sans précédent.