HADES : un laboratoire de recherche souterrain reconnu à l’international

HADES est une installation de recherche nucléaire autorisée de classe II. Les scientifiques peuvent y utiliser une grande variété de traceurs et de sources radioactifs. Le laboratoire fait autorité sur la scène internationale, au même titre que les recherches qui y sont réalisées. Mais aucun déchet radioactif n’est ni ne sera jamais stocké dans HADES.

Pourquoi un laboratoire souterrain a-t-il été construit à Mol ?

Trois types de roches hôtes possibles pour un stockage en profondeur sont actuellement étudiées à l’échelle internationale : l'argile, le sel et les roches cristallines. En Belgique, seule l'argile, indurée et non indurée, se prête au stockage en profondeur. L’Argile de Boom, une argile peu indurée, est présente en couche étendue et profonde dans le nord-est du pays. Le centre de recherche nucléaire SCK CEN, situé dans cette région, a donc initié la construction de HADES en 1980, sous ses terrains, à Mol. Par la suite, l’ONDRAF a géré et exploité HADES en collaboration avec le SCK CEN. Depuis 1995, nous poursuivons nos recherches avec le SCK CEN sous la bannière d’EURIDICE.

Comment est conçu HADES ?

Deux puits d’accès permettent de descendre dans le laboratoire, à 225 mètres sous terre. La galerie qui relie ces deux puits s’étend sur environ 150 mètres et mesure 3,5 mètres de diamètre interne.

La construction de HADES s’est déroulée en deux temps. Pendant la phase pionnière du début des années 1980, le premier puits et une première galerie ont été excavés manuellement après congélation de l’argile. Une deuxième galerie a ensuite été creusée en 1987, toujours manuellement mais cette fois-ci dans l’argile non congelée. Dix ans plus tard, nous avons procédé, de manière industrielle, et toujours dans l’argile non congelée, à l'extension du laboratoire et à l'excavation du deuxième puits. En 2002, nous avons achevé la galerie de liaison avec la partie existante du laboratoire.

Et enfin, en 2007, nous avons creusé une galerie perpendiculaire à la galerie de liaison. D’une longueur de 45 mètres et d’un diamètre de 1,9 mètre, cette galerie a été baptisée  «PRACLAY », du nom de l’expérience qu’elle abrite.

Le laboratoire souterrain HADES à Mol, situé à 225 mètres de profondeur dans l'Argile de Boom.

Quelles recherches menons-nous dans HADES ?

Les résultats confirment la nature plastique de l'argile : les fissures créées lors des excavations se referment d'elles-mêmes.

Les recherches menées dans HADES depuis plus de 40 ans offrent la possibilité d'étudier les fonctions de sûreté d'un système de stockage en conditions réelles et de prouver sa faisabilité technique. En effet, il est important d'étudier in situ les caractéristiques du sous-sol car le comportement et les propriétés de la couche d'argile à une profondeur de 225m sont très différents de ceux à la surface.

Ces expériences permettent aussi d'observer et de comprendre comment l'argile interagit avec les substances radioactives et les barrières ouvragées. L’expertise ainsi acquise sera nécessaire pour construire une installation de stockage en profondeur répondant à toutes les exigences de sûreté.

Techniquement faisable ?

Grâce à HADES, nous avons acquis une grande expertise des techniques d'excavation et de construction dans l'Argile de Boom. Nous avons notamment réalisé des études sur les perturbations mécaniques de l’argile autour des galeries, provoquées par les différentes excavations. Les résultats confirment le caractère plastique de l’argile car les fissures provoquées lors des excavations se referment d'elles-mêmes. La conclusion est donc claire : la construction industrielle d'une installation de stockage en profondeur dans de l'argile faiblement indurée est techniquement possible avec les technologies industrielles dont nous disposons aujourd’hui. Nous poursuivons néanmoins nos recherches en vue d’optimiser cette installation et suivons de près les évolutions technologiques.

Comment menons-nous nos expériences ?

Le laboratoire et les recherches qui y sont menées jouissent d'une grande renommée internationale.

Nos scientifiques utilisent notamment une variété de sources radioactives et de traceurs et peuvent ainsi réaliser des expériences avec des substances radioactives dans des conditions réelles. Nous complétons nos recherches par des expériences dans des laboratoires en surface et des simulations numériques afin de prédire les résultats à long terme. En outre, des tests de démonstration à grande échelle permettent de confirmer les résultats des expériences à petite échelle et d’affiner les modèles prédictifs.

Des centaines d’instruments de mesure

HADES abrite des centaines d'instruments de mesure. Ils sont utilisés lors d'expériences ou de travaux de construction pour mesurer, par exemple, la pression de l'eau, la température et les déformations à différents endroits. Ces instruments doivent être étanches et capables de résister à de grandes pressions. De nombreux capteurs ont donc été spécialement adaptés et réalisés sur mesure.

Quelles recherches sont menées en laboratoires de surface ?

Une partie importante de la recherche a lieu dans des laboratoires en surface. Des scientifiques y étudient notamment le comportement mécanique de l'argile dans des installations d'essai spécialement conçues à cet effet ou mesurent la vitesse de migration des substances radioactives dans l'argile dans un environnement plus contrôlé. Pour ces tests en surface, on utilise des échantillons d’Argile de Boom ayant subi le moins de perturbations possible. Ils sont prélevés par le biais de forages carottés.

Que réserve l’avenir ?

L'ONDRAF et le SCK CEN se sont engagés à poursuivre leur collaboration au sein d’HADES jusqu'à 2045 au moins, tant pour compléter les expériences existantes que pour en concevoir de nouvelles. Une fois qu'un emplacement aura été choisi pour l’installation de stockage en profondeur, un programme spécifique de RD&D devra également être lancé.