Francia – Servicios de consultoría en ingeniería de estructuras – Installation par méthodes innovantes des matériaux compressibles dans les carrefours du Laboratoire souterrain

La ley n° 91-1381 del 30 de diciembre de 1991 (dicha ley « Bataille ») estableció las grandes orientaciones de investigación a llevar a cabo sobre la gestión de los residuos HA y MA-VL. Se retuvieron tres ejes de investigación: la separación y la transmutación, el almacenamiento de larga duración (ambos confiados al CEA) y el almacenamiento profundo (confiado a la Andra). En 2005, la Andra y el CEA presentaron al Estado los resultados de los quince años de investigación llevados a cabo sobre estos tres ejes. La ley n° 2006-739 del 28 de junio de 2006 relativa a la gestión sostenible de las materias y residuos radiactivos se basa en el debate público de 2005 y en las evaluaciones de las investigaciones. Esta ley de 2006 retuvo la implementación de un almacenamiento profundo como única solución capaz de asegurar la seguridad a largo plazo de los residuos radiactivos y estableció un requisito de reversibilidad de al menos cien años. La ley de 2006 también encomendó a la Andra la misión de diseñar e implantar un centro de almacenamiento reversible en capa geológica profunda. La ley n° 2016-1015 del 25 de julio de 2016 precisa las modalidades de creación de una instalación de almacenamiento reversible en capa geológica profunda de los residuos radiactivos de alta y media actividad a vida larga (Instalación Nuclear de Base (INB). El proyecto correspondiente a esta INB se llama Cigéo para « Centro Industrial de Almacenamiento Geológico ». El 3 de agosto de 2020, la Andra presentó, ante el ministerio a cargo del medio ambiente y de la energía, un expediente de solicitud de investigación pública previa a la declaración de utilidad pública (DUP) del centro de almacenamiento Cigéo. El decreto de DUP así como el decreto que califica esta « Operación de Interés Nacional » (OIN) se obtuvieron el 8 de julio de 2022. Estos expedientes constituyen los primeros hitos previos a una serie de autorizaciones que se entregarán a medida que avanza el proyecto. Una Solicitud de Autorización y de Creación de la INB Cigéo (DAC) se presentó el 16 de enero de 2023. La instrucción de esta solicitud está prevista para durar 5 años. Paralelamente a la instrucción, la Andra continúa los trabajos de investigación necesarios para el diseño detallado de las obras subterráneas y para la demostración de los rendimientos esperados para el proyecto Cigéo. Estos trabajos se basan, en particular, en más de veinte años de investigaciones llevadas a cabo en el Laboratorio Subterráneo de Meuse/Haute-Marne, implantado en el seno de la formación arcillosa del Callovo-Oxfordien, a aproximadamente 490 metros de profundidad. Este laboratorio experimental fue específicamente concebido para estudiar, en condiciones representativas, el comportamiento de la roca-hospedera, los métodos de excavación de obras subterráneas, los sistemas de sostén y de revestimiento, los fenómenos hidromecánicos asociados, así como los requisitos de seguridad a largo plazo propios del almacenamiento geológico profundo. Las experimentaciones llevadas a cabo en el Laboratorio han permitido: • adquirir una comprensión fina de las propiedades mecánicas e hidráulicas de la roca; • caracterizar la evolución de la zona dañada (EDZ) alrededor de las obras excavadas; • desarrollar y evaluar diferentes métodos de excavación, en particular el método convencional y el tunelador; • probar varios tipos de sostén y de revestimientos; • y perfeccionar los modelos numéricos utilizados en los estudios de diseño y de seguridad de Cigéo. Estos trabajos han contribuido a poner de manifiesto la importancia del control de las convergencias y de las presiones ejercidas sobre los revestimientos de hormigón de las galerías. Las campañas experimentales realizadas desde 2005 han mostrado que el uso de materiales comprimibles, insertados entre la roca y el revestimiento, constituye una solución pertinente para reducir los esfuerzos transmitidos a las estructuras y mejorar su durabilidad. Actuando como elementos de absorción, estos materiales permiten acompañar las deformaciones lentas de un macizo arcilloso cuyo comportamiento mecánico es viscoplástico. Los resultados obtenidos en los programas CTM, TBM, OMA, VMC o también GRD4 han confirmado el interés de este enfoque, al mismo tiempo que revelaban la complejidad de su puesta en marcha, en particular en las zonas de geometría compleja. En particular, los cruces de galerías subterráneas presentan dimensiones importantes (≈ 8,60 m de intradós), interfaces múltiples y concentraciones localizadas de tensiones, lo que los convierte en un punto de diseño particularmente sensible en la arquitectura del almacenamiento. La ingeniería de Cigéo prevé: • galerías de diferentes diámetros; • cruces de gran dimensión; • revestimientos cuya espesor debe ser controlado; • rendimientos mecánicos estrictos que tengan en cuenta los requisitos de seguridad; • y métodos constructivos compatibles con un entorno confinado, profundo y de alta criticidad HSE. En este estadio de desarrollo, la Andra debe demostrar la viabilidad operativa, la reproducibilidad y el rendimiento mecánico de la solución comprimible prevista para los cruces, con vistas a su integración en los futuros cruces subterráneos. Sin embargo, a pesar de los resultados alentadores obtenidos en algunas secciones rectilíneas de galería, ninguna solución existente permite hoy en día: • alcanzar los rendimientos mecánicos exigidos; • asegurar una aplicación homogénea de 20 cm de material en un cruce; • garantizar la puesta en marcha en condiciones reales en el Laboratorio (acceso por pozo, coactividad, restricciones logísticas y de seguridad); • ni alcanzar el nivel de madurez tecnológica requerido para una explotación industrial. Es en este contexto, que asocia marco legislativo, avance del proyecto Cigéo, exigencias geotécnicas, retornos de experiencia experimentales y necesidades de ingeniería, que la Andra ha decidido recurrir a un partenariado de innovación específicamente dedicado al desarrollo, a la puesta a punto y a la demostración de una solución de materiales comprimibles adaptada a los cruces de las obras subterráneas.