Le GESGP présente une prise de position concernant le transport de gaz dans l’argile à Opalinus
Lors de la 45e réunion du Forum technique sur la sécurité, le Groupe d’experts stockage en couches géologiques profondes (GESGP) a recommandé que les processus de transport du gaz dans l’argile à Opalinus et, en particulier, les propriétés des zones de perturbations verticales soient examinées plus en détail pour les demandes d’autorisation générales.
Depuis environ un an et demi, le GESGP s’est penché de manière intensive sur la formation, l’extraction, le transport et les impacts de gaz des dépôts géologiques en profondeur et a présenté ses considérations et recommandations dans une prise de position.
Les recommandations du GESGP
Le GESGP a formulé sept recommandations, qui concernent à la fois un dépôt pour déchets hautement radioactifs (dépôt DHR) qu’un dépôt pour déchets faiblement et moyennement radioactifs (dépôt DFMA). Le GESGP considère que les perturbations verticales et approximativement orientées nord-sud sont centrales pour le transport du gaz et de l’eau et donc pour l’évaluation des sites, la conception du dépôt en couches géologiques profondes et les évaluations de la sécurité.
- Jusqu’aux demandes d’autorisation générales, les perturbations verticales devraient être étudiées de manière représentatives au moyen de forages verticaux et en biais, ainsi que des mesures sismiques supplémentaires et des interprétations devraient être effectuées.
- Les propriétés de résistance des argiles à Opalinus perturbées et les conditions de réactivation des perturbations existantes qui se sont produites dans le passé géologique devraient être étudiées plus en profondeur.
- Le comportement à long terme de l’argile à Opalinus en ce qui concerne sa résistance et sa ductilité devrait être mieux étudié.
- Dans le cas d’un dépôt combiné, les effets des températures élevées sur le dégagement de gaz dans le dépôt des DFMA doivent être pris en compte.
- Les connaissances sur les processus d’écoulement et des propriétés de l’argile à Opalinus en présence de gaz (hydrogène) et d’eau doivent être améliorées.
- La perméabilité au gaz dans les argiles à Opalinus doit être analysée dans des conditions de pression de la roche étendues.
- Le potentiel de réactivation des perturbations déjà existantes devrait être considéré comme un indicateur de sécurité supplémentaire et les fondements nécessaires à cet effet devraient être étudiées.
Dans sa présentation lors de la 45e réunion du Forum technique sur la sécurité, le président du GESGP, le professeur Simon Löw, a abordé les études que le GESGP juge nécessaires avant que les demandes d’autorisation générales ne soient soumises. Il a fait référence à ce propos à de nombreuses observations de gisements de gaz naturel d’origine profonde sur le Plateau central et dans le nord de la Suisse. Comme exemple de transport de gaz à travers les argiles à Opalinus le long de perturbations verticales et facilement réactivables, les investigations du forage géothermique de Saint-Gall ont été discutées. Celles-ci indiquent que dans le passé, le gaz était transporté en quantités importantes à travers des roches riches en argile comme l’argile à Opalinus, le long de zones de perturbations verticales.
Les trois domaines d’implantation pour des dépôts en couches géologiques profondes dans le nord de la Suisse (Jura-est, Nord des Lägern et Zurich nord-est) pourraient être caractérisés de façon différenciée par de telles zones de perturbations. Toutefois, les informations disponibles sur ces zones de perturbations sont encore insuffisantes pour permettre d’évaluer leur importance pour le transport éventuel de gaz, pour la conception des dépôts et pour la sécurité à long terme. C’est pourquoi les forages verticaux déjà réalisés devraient entre autres être complétés par des forages en biais, comme a poursuivi le professeur Simon Löw.
Définition d’une zone de perturbation
Une zone de perturbation, ou une perturbation, est une surface de cisaillement ou une zone de cisaillement dans la roche le long de laquelle les blocs de roche adjacents se sont déplacés les uns par rapport aux autres, entraînant un décalage de la couche horizontale et/ou verticale. Lorsque cela se produit, les deux blocs de roche peuvent également s’être rapprochés (compression) ou éloignés (extension) l’un de l’autre. En particulier lors de l’extension, il peut se produire une forte augmentation de la perméabilité, ce qui permet le transport par advection de gaz ou de liquides depuis la profondeur. Le GESGP utilise le terme zone de perturbation non seulement pour les grandes perturbations comme celles de Saint-Gall, qui s’étendent sur plusieurs kilomètres. Ce terme est également utilisé pour des perturbations plus petites qui ne peuvent avoir que quelques dizaines ou centaines de mètres de long et dont les deux côtés ont été si peu déplacés qu’ils restent en dessous de la limite de résolution même dans les relevés sismiques 3D déjà effectués.
Clarification de l’importance des zones de perturbation pour la sécurité du point de vue technique
« Du point de vue du GESGP, l’accent est mis sur les questions de fond concernant la réactivation des perturbations causées par la pression et le transport du gaz », explique le professeur Simon Löw. Le GESGP préconise des enquêtes supplémentaires pour clarifier la signification des perturbations verticales pour la technique de construction et la sécurité du point de vue technique. « Les forages en biais seraient une méthode possible applicable à cette fin », ajoute Simon Löw.
Selon le plan sectoriel, la principale fonction du GESGP est de soutenir l’IFSN dans les questions de géologie et de techniques de construction relatives aux dépôts en couches géologiques profondes. La discussion sur la signification pour la sécurité du point de vue technique des perturbations verticales est un bon exemple de la manière dont ce mandat est rempli. « L’IFSN soutient la clarification de l’importance des zones de perturbation pour la sécurité du point de vue technique », ajoute Felix Altorfer, chef de la division Gestion des déchets à l’IFSN, lors du Forum technique sur la sécurité. « La question de l’importance pour la sécurité des perturbations verticales est depuis longtemps prise en compte dans les avis d’experts de l’IFSN.. Les critères de sécurité technique du plan sectoriel garantissent que la Nagra étudie et évalue l’importance des perturbations verticales pour la sécurité. »
Dans son rapport de travail NAB 14-83, la Nagra a déjà indiqué que « des perturbations sous-horizontales, ou légèrement verticales peuvent être détectées avec des forages verticaux. Toutefois, pour identifier les perturbations à forte verticalité ou verticales, il faut procédé à des forages en biais ou déviés ».
Felix Altorfer considère comme positif le fait qu’un échange d’informations techniques entre le GESGP et la Nagra a eu lieu à un stade précoce, avant que la Nagra ne prépare les documents pour les demandes d’autorisations générales. L’étendue des études géologiques nécessaires pour le justificatif de sécurité à long terme doit être déterminée par la personne à la tête du projet.
Vives discussions au Forum technique sur la sécurité
Lors de la discussion qui a suivi la présentation spécialisée pendant le Forum technique, des doutes ont été exprimés quant à la possibilité de transposer les conditions de Saint-Gall aux conditions des domaines d’implantation Jura-est, Nord des Lägern et Zurich nord-est. Il a également été noté que toute zone de perturbation dans les argiles à Opalinus pourrait également avoir un effet positif en permettant le passage continuel du gaz formé dans le dépôt. De cette façon, aucune pression importante ne pourrait s’accumuler qui endommagerait la roche d’accueil.
Un représentant de l’IFSN a fait remarquer que les recommandations présentées par le GESGP, et en particulier la pertinence en matière de sécurité des perturbations verticales, pourraient être discutées de manière plus approfondie au sein du Groupe d’experts des études géologiques jusqu’à la présentation des demandes d’autorisation générales.
Etudes approfondies des zones de perturbations souterraines
L’ordonnance sur l’énergie nucléaire (art. 63) stipule que les critères à préciser dans l’autorisation générale concernent l’étendue des zones de roche d’accueil appropriées, les conditions hydrogéologiques du site et la durée de stagnation des eaux souterraines. Sur le site sélectionné, les caractéristiques des perturbations verticales qui peuvent exister sous terre et directement sur le site (dans le cadre de ce qui est appelé les études géologiques souterraines) seront donc étudiées de manière plus approfondie. Ces enquêtes doivent montrer si une zone de stockage particulière est adaptée au stockage profond des déchets radioactifs. Ce n’est que si tous les critères d’aptitude sont remplis que des déchets radioactifs peuvent être plus tard stockés.