Frankreich – Beratung im Hochbau – Installation par méthodes innovantes des matériaux compressibles dans les carrefours du Laboratoire souterrain

Das Gesetz Nr. 91-1381 vom 30. Dezember 1991 (sogenanntes « Bataille »-Gesetz) legte die großen Forschungsrichtungen zur Verwaltung von HA- und MA-VL-Abfällen fest. Es wurden drei Forschungsachsen festgelegt: Trennung und Umwandlung, Langzeitlagerung (beide dem CEA übertragen) und Tiefenlagerung (dem Andra übertragen). Im Jahr 2005 legten das Andra und das CEA dem Staat die Ergebnisse der fünfzehnjährigen Forschung auf diesen drei Achsen vor. Das Gesetz Nr. 2006-739 vom 28. Juni 2006 über die nachhaltige Verwaltung von radioaktiven Stoffen und Abfällen stützt sich auf die öffentliche Debatte von 2005 und auf die Bewertungen der Forschung. Dieses Gesetz von 2006 hat die Umsetzung einer Tiefenlagerung als einzige Lösung festgelegt, die die Langzeitsicherheit der radioaktiven Abfälle gewährleisten kann, und eine Reversibilität von mindestens hundert Jahren festgelegt. Das Gesetz von 2006 hat dem Andra auch den Auftrag erteilt, ein reversibles Lager in einer tiefen geologischen Schicht zu entwerfen und zu errichten. Das Gesetz Nr. 2016-1015 vom 25. Juli 2016 legt die Modalitäten für die Schaffung einer reversiblen Lageranlage für radioaktive Abfälle mit hoher und mittlerer Aktivität und langer Lebensdauer in einer tiefen geologischen Schicht (Nukleare Basisanlage (INB)) fest. Das diesem INB entsprechende Projekt heißt Cigéo für « Centre industriel de stockage géologique ». Am 3. August 2020 reichte das Andra beim für Umwelt und Energie zuständigen Ministerium einen Antrag auf öffentliche Untersuchung vor der Erklärung der öffentlichen Notwendigkeit (DUP) des Cigéo-Lagerzentrums ein. Das DUP-Dekret sowie das Dekret, das dieses « Operation d’Intérêt National » (OIN) qualifiziert, wurden am 8. Juli 2022 erhalten. Diese Dossiers sind die ersten Meilensteine vor einer Reihe von Genehmigungen, die im Laufe des Fortschritts des Projekts erteilt werden. Ein Antrag auf Genehmigung und Errichtung der INB Cigéo (DAC) wurde am 16. Januar 2023 eingereicht. Die Bearbeitung dieses Antrags soll fünf Jahre dauern. Parallel zur Bearbeitung führt das Andra die für die detaillierte Planung der unterirdischen Bauwerke und die Demonstration der für das Projekt Cigéo erwarteten Leistungen notwendigen Forschungsarbeiten fort. Diese Arbeiten stützen sich insbesondere auf mehr als zwanzig Jahre Forschung im Laboratoire Souterrain de Meuse/Haute-Marne, das in der tonigen Formation des Callovo-Oxfordien in etwa 490 Metern Tiefe liegt. Dieses experimentelle Labor wurde speziell entwickelt, um unter repräsentativen Bedingungen das Verhalten des Wirtsgesteins, die Methoden zur Aushebung unterirdischer Bauwerke, die Stütz- und Auskleidungssysteme, die damit verbundenen hydromechanischen Phänomene sowie die Anforderungen an die Langzeitsicherheit des tiefen geologischen Lagers zu untersuchen. Die im Labor durchgeführten Experimente ermöglichten es: • die mechanischen und hydraulischen Eigenschaften des Gesteins genau zu erfassen; • die Entwicklung der beschädigten Zone (EDZ) um die ausgegrabenen Bauwerke zu charakterisieren; • verschiedene Grabungsmethoden zu entwickeln und zu bewerten, insbesondere die herkömmliche Methode und den Tunnelbohrer; • verschiedene Arten von Stützen und Auskleidungen zu testen; • und die in den Studien zur Planung und Sicherheit von Cigéo verwendeten digitalen Modelle zu entwickeln. Diese Arbeiten haben die Bedeutung der Kontrolle der Konvergenzen und der auf die Betonauskleidungen der Galerien ausgeübten Drücke hervorgehoben. Die seit 2005 durchgeführten experimentellen Kampagnen haben gezeigt, dass die Verwendung von kompressiblen Materialien, die zwischen dem Gestein und der Auskleidung eingefügt werden, eine geeignete Lösung darstellt, um die auf die Strukturen übertragenen Kräfte zu reduzieren und ihre Haltbarkeit zu verbessern. Diese Materialien ermöglichen es, als Absorptionselemente zu wirken, die die langsamen Verformungen eines tonigen Massivs begleiten, dessen mechanisches Verhalten viskoplastisch ist. Die in den Programmen CTM, TBM, OMA, VMC und GRD4 erzielten Ergebnisse haben das Interesse an diesem Ansatz bestätigt, gleichzeitig aber die Komplexität seiner Umsetzung, insbesondere in Bereichen mit komplexer Geometrie, offenbart. Insbesondere stellen die Kreuzungen der unterirdischen Galerien große Abmessungen (≈ 8,60 m Intrados), multiple Schnittstellen und lokalisierte Spannungskonzentrationen dar, die sie zu einem besonders sensiblen Punkt im Design der Lagerung machen. Die Ingenieurarbeit von Cigéo sieht vor: • Galerien mit unterschiedlichen Durchmessern; • Kreuzungen großer Abmessungen; • Auskleidungen, deren Dicke kontrolliert werden muss; • strenge mechanische Leistungen, die die Sicherheitsanforderungen berücksichtigen; • und Bauverfahren, die mit einem tiefen, engen und hochkritischen HSE-Umfeld kompatibel sind. In diesem Entwicklungsstadium muss das Andra die betriebliche Umsetzbarkeit, die Reproduzierbarkeit und die mechanische Leistung der für die Kreuzungen vorgesehenen kompressiblen Lösung nachweisen, um sie in die zukünftigen unterirdischen Kreuzungen zu integrieren. Trotz der auf einigen geradlinigen Galeriesektionen erzielten vielversprechenden Ergebnisse ermöglicht jedoch keine bestehende Lösung derzeit: • die geforderten mechanischen Leistungen zu erreichen; • eine homogene Anwendung von 20 cm Material in einer Kreuzung zu gewährleisten; • die Umsetzung unter realen Bedingungen im Labor (Zugang durch Schacht, Koaktivität, logistische und Sicherheitsanforderungen) zu gewährleisten; • oder das für eine industrielle Nutzung erforderliche technologische Reifelevel zu erreichen. In diesem Kontext, der gesetzlichen Rahmenbedingungen, Fortschritt des Projekts Cigéo, geotechnischen Anforderungen, experimentellen Erfahrungen und ingenieurtechnischen Bedarfen, hat das Andra beschlossen, eine Innovationspartnerschaft einzugehen, die speziell für die Entwicklung, die Optimierung und die Demonstration einer Lösung aus kompressiblen Materialien entwickelt wurde, die an die Kreuzungen der unterirdischen Bauwerke angepasst ist.