Stockage des déchets radioactifs de haute activité - Matériaux, mécanique et corrosion

Le centre de stockage Cigéo (Centre industriel de stockage géologique) est le projet français de centre de stockage profond de déchets radioactifs. Il sera conçu pour stocker les déchets hautement et moyennement radioactifs et à durée de vie longue produits par l'ensemble des installations nucléaires actuelles, jusqu'à leur démantèlement, et par le traitement des combustibles usés utilisés dans les centrales nucléaires.

La corrosion des aciers non alliés pour le stockage de déchets radioactifs en couche géologique profonde fait l’objet de travaux de R&D depuis plus de 30 ans. Ils couvrent notamment différents milieux géologiques (granite, argile), divers concepts en termes de matériaux environnants (argile gonflante, roche argileuse hôte, milieux cimentaires) et plusieurs conditions physico-chimiques (température jusqu’à 90 °C, milieu saturé d’eau, milieu non saturé d’eau, milieu type atmosphère avec des humidités relatives allant du sec à 100 %, condition aérée/oxydante à condition anoxique, rayonnement gamma…) couvrant le domaine d’évolution attendue en situation de stockage. Ces travaux bénéficient par ailleurs de ceux menés pour d’autres applications, comme la géothermie ou l’industrie pétrolière, et exploitent l’étude des analogues archéologiques, notamment pour la compréhension des mécanismes de la corrosion sur des échelles de temps de plusieurs centaines d’années.

Le comportement mécanique a également été étudié expérimentalement et par simulation numérique. Les modes de ruine considérés sont le flambement confiné pour le chemisage et la fissuration ductile pour le conteneur de stockage.

Spécifiquement pour les alvéoles HA (haute activité), l’Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) a retenu des aciers bas carbone de type nuance pétrolière (ou avec des spécifications similaires) afin notamment de garantir une faible sensibilité à la corrosion sous contrainte et la fragilisation par l’hydrogène, compte tenu des chargements mécaniques de type anisotrope attendus en situation de stockage. À ce stade, il s’agit de l’acier API 5L X65 MS pour le chemisage et l’acier P285NH amélioré pour le conteneur de stockage.