PROCEDE DE STOCKAGE DE DECHETS RADIFERES DANS UN SOL SATURE D'EAU, A FAIBLE PROFONDEUR DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne le stockage des déchets radifères provenant, essentiellement de l'exploitation de minerais pour l'extraction de terres rares, de zirconium ou d'uranium, ainsi que de la dépollution d'anciens sites ayant historiquement abrités des activités utilisant du radium ou du thorium.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The invention relates to the storage of radiferous waste originating mainly from the exploitation of ores for the extraction of rare earths, zirconium or uranium, as well as depollution of ancient sites that have historically housed activities using radium or thorium.
Les déchets radifères contiennent du radium, de l'uranium et du thorium et exhalent du radon 222, qui est un gaz radioactif de période de 3,8 jours, dû à la désintégration radioactive du radium 226. Art antérieur et problème posé Les concepts de stockage de déchets radifères sont basés sur le principe d'éviter toute intrusion d'eau dans l'endroit où ils sont stockés. Ainsi, les cellules ou alvéoles, dans lesquels sont stockés ces déchets radifères, sont généralement placés dans des milieux relativement secs et éloignés de toute circulation ou ruissellement d'eau.The radium-containing waste contains radium, uranium and thorium and exhales radon-222, which is a radioactive gas of 3.8 days, due to the radioactive decay of radium-226. Background and problem The concepts of Storage of radiferous waste is based on the principle of avoiding any intrusion of water in the place where they are stored. Thus, the cells or cells in which these radiferous waste are stored are generally placed in relatively dry environments and away from any circulation or water runoff.
Le but de l'invention est de proposer un concept différent du stockage à long terme des déchets radifères. Objet de l'invention L'objet principal de l'invention est donc un procédé de stockage de déchets radifères consistant à successivement : - placer ces dits déchets dans au moins une alvéole de stockage située au dessous du niveau d'une nappe phréatique dans un sol saturable en eau ; - recouvrir lesdits déchets, et - saturer le sol en eau pour limiter la circulation et les mouvements de l'eau autour des déchets, dans le but d'une part de maintenir ces déchets en condition anoxique pour en éviter ou retarder l'oxydation et d'autre part pour éviter la migration des radioéléments se trouvant dans les déchets radifères et notamment pour fixer le radon exhalé par les déchets le temps de sa décroissance radioactive qui dure environ 3,8 jours. De préférence, le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes : - creuser la au moins une alvéole de stockage dans ledit sol, sous le niveau de ladite nappe phréatique à une profondeur de 15 à 30 mètres ; - remplir la au moins une alvéole de stockage de déchets ; - couvrir l'ensemble avec une couche de confinement jusqu'au niveau de la nappe phréatique, surmontée d'une couche de remblais elle-même surmontée d'une couche végétale issue du remaniement des terres initialement excavées; - assurer la saturation du sol en eau, autour des déchets et dans la couche de confinement, Dans ce cas, la couche de confinement est de préférence en argile de faible perméabilité, compactée et a une épaisseur de 3 à 5 mètres.The object of the invention is to propose a different concept of the long-term storage of radiferous waste. OBJECT OF THE INVENTION The main object of the invention is therefore a method for storing radiferous waste consisting in successively: placing said waste products in at least one disposal cell situated below the level of a groundwater table in a saturable soil in water; - cover said waste, and - saturate the soil with water to limit the circulation and movements of water around the waste, in order to maintain the waste in an anoxic condition to prevent or delay oxidation and on the other hand to avoid the migration of radioelements found in radium waste and in particular to fix the radon exhaled by the waste the time of its radioactive decay which lasts approximately 3.8 days. Preferably, the method according to the invention comprises the following steps: - digging the at least one storage cell in said soil, below the level of said water table to a depth of 15 to 30 meters; filling the at least one waste disposal cell; - cover the whole with a confinement layer up to the level of the water table, surmounted by a layer of embankment itself surmounted by a vegetal layer resulting from the reworking of the initially excavated lands; ensure the saturation of the soil with water, around the waste and in the confinement layer. In this case, the confinement layer is preferably made of clay of low permeability, compacted and has a thickness of 3 to 5 meters.
Dans ce cas, la couche de remblais est argileuse et a une épaisseur de 6 à 10 mètres. Le procédé selon l'invention s'utilise, de préférence, dans un sol argileux.25 Liste des Figures L'invention et ses caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante qui est accompagnée de quatre Figures représentant respectivement : Figure, 1 : en coupe, la préparation du site de stockage selon le procédé de l'invention ; Figure 2 : en vue de dessus, ce même site au même moment ; Figure 3 : en coupe, le même site pendant le remplissage des alvéoles de stockage, et Figure 4: en coupe, le même site, une fois les étapes du procédé terminées. Description détaillée du concept et du procédé selon l'invention En fait, le principe du concept selon l'invention consiste à stocker les déchets radifères dans une couche géologique de faible perméabilité avec une composante argileuse ou marneuse dominante et à une profondeur d'une dizaine à une trentaine de mètres. En référence à la Figure 1, on réalise, en premier, une excavation 1 à ciel ouvert, jusqu'au niveau de stockage envisagé, sous le niveau piézométrique dit « séculaire » de la nappe phréatique 2 en bas de laquelle on crée des alvéoles de stockage 3 . Ces dernières sont creusées à même le sol, de préférence argileux. Sur la Figure 2, on voit la zone de stockage 11 des alvéoles de stockage 3. Un bassin d'orage 12 est prévu à niveau un peu inférieur que celui de la base des alvéoles de stockage 3, la base su sol étant légèrement en pente. Ce bassin d'orage 12 permet de récupérer les eaux pendant la phase d'exploitation ou de remplissage des alvéoles de stockage par des colis de déchets. Puis, en référence à la figure 3, une plateforme 4 d'exploitation et de remplissage des alvéoles de stockage 3 est constituée. Les déchets sont conditionnés dans des conteneurs 5 et stockés dans chaque alvéole de stockage 3, sur plusieurs niveaux. Les vides résiduels entre les conteneurs 5 sont comblés par un matériau granulaire ou cimentaire. Comme le montre la figure 3, pendant la formation et le remplissage des alvéoles, ces derniers sont protégés de l'eau de ruissellement et des intempéries par un abri provisoire, puis par un bâtiment 9 pour la phase d'exploitation et de remplissage. Pendant la phase d'exploitation et de remplissage, la gestion du radon est fondée sur une ventilation naturelle des alvéoles, à travers le bâtiment dans lequel ils se trouvent, le bâtiment restant ouvert sur ses flans latéraux. En attendant que tous les alvéoles de stockage 3 soient remplis, ils sont recouverts d'une couche de protection provisoire 10 constituée d'argile. En référence à la figure 4, une fois remplis, les alvéoles de stockage 3 sont couverts d'une couche de confinement 6 en argile, de faible perméabilité, extrêmement compactée 6 de 3 à 5 mètres d'épaisseur, puis d'une couche argileuse de remblai 7 de 6 à 10 mètres d'épaisseur, puis d'une couche de protection végétale 8 reconstituant le niveau naturel du site et issue du remaniement des terres initialement présentes avant excavation. Après leur fermeture, un objectif fondamental est de protéger les personnes et l'environnement contre les risques liés à la dissémination des substances radioactives contenues dans les déchets, ainsi que l'exposition externe.In this case, the backfill layer is clayey and has a thickness of 6 to 10 meters. The method according to the invention is preferably used in a clay soil. List of Figures The invention and its technical characteristics will be better understood on reading the following description which is accompanied by four figures representing respectively: FIG. 1: in section, the preparation of the storage site according to the method of the invention; Figure 2: in top view, the same site at the same time; Figure 3: in section, the same site during the filling of the storage cells, and Figure 4: in section, the same site, once the process steps completed. In fact, the principle of the concept according to the invention consists in storing radiferous waste in a geological layer of low permeability with a dominant clay or marly component and at a depth of about ten at about thirty meters. With reference to FIG. 1, an open-air excavation 1 is first carried out, up to the level of storage envisaged, below the so-called "secular" piezometric level of the water table 2, at the bottom of which cavities are created. storage 3. These are dug on the ground, preferably clay. In Figure 2, we see the storage area 11 storage cells 3. A storm basin 12 is provided at a level slightly lower than that of the base of the storage cells 3, the ground base being slightly sloping . This storm basin 12 makes it possible to recover the water during the operating or filling phase of the disposal cells by waste packages. Then, with reference to FIG. 3, a platform 4 for operating and filling the storage cells 3 is constituted. The waste is packaged in containers 5 and stored in each storage cell 3, on several levels. Residual voids between the containers 5 are filled with a granular or cementitious material. As shown in Figure 3, during the formation and filling of cells, the latter are protected from run-off water and weather by temporary shelter, then by a building 9 for the operation and filling phase. During the operation and filling phase, radon management is based on natural ventilation of the cells, through the building in which they are located, the building remaining open on its side blanks. Until all the storage cells 3 are filled, they are covered with a temporary protective layer 10 made of clay. With reference to FIG. 4, once filled, the storage cells 3 are covered with a low-permeability, extremely compacted clay-containing confinement layer 6 3 to 5 meters thick, followed by a clay layer. embankment 7 from 6 to 10 meters thick, then a layer of plant protection 8 restoring the natural level of the site and resulting from the reworking of the lands initially present before excavation. After closure, a fundamental objective is to protect people and the environment from the risks associated with the release of radioactive substances contained in the waste, as well as external exposure.
Le procédé selon l'invention est prévu pour confiner les déchets radifères efficacement pendant quelques dizaines de milliers d'années. Le dispositif mis en oeuvre par ce procédé, pour assurer ces fonctions, doit rester disponible de manière passive. Ainsi, il est prévu d'isoler les déchets des phénomènes naturels, ainsi que des activités humaines banales.The process according to the invention is intended to contain radiferous waste effectively for a few tens of thousands of years. The device implemented by this method, to ensure these functions, must remain available passively. Thus, it is planned to isolate waste natural phenomena, as well as ordinary human activities.
En dessous du niveau de la nappe phréatique 2, le sol doit être saturé en eau, de manière analogue à une éponge gonflée d'eau. En d'autres termes, on peut considérer qu'on noie les déchets radifères. Vis-à-vis des transferts par l'eau, la sûreté du stockage dépend des flux d'eau qui le traverse, de la cinétique de libération des éléments par les déchets et par les mécanismes d'interaction qui ralentissent les déplacements. On limite donc la circulation de l'eau pour limiter le relâchement des radionucléides et des toxiques chimiques, au plus près des déchets radifères. L'implantation d'une telle installation dans une couche d'argile de faible perméabilité permet donc de limiter la circulation de l'eau. On favorise ainsi la mise en place d'équilibre chimique et on contribue à la maîtrise des transports ou de la migration des solutés. Pour limiter l'oxydation des matériaux tels que de l'uranium, le stockage et la partie confinante de la couverture, à savoir la couche de confinement 6, seront implantés sous la nappe phréatique, pour favoriser le maintien des conditions anoxiques.Below groundwater level 2, the soil must be saturated with water, similar to a sponge filled with water. In other words, we can consider that we drown radiferous waste. With respect to water transfers, the safety of the storage depends on the flow of water through it, the kinetics of the release of the elements by the waste and the interaction mechanisms that slow down the movements. The circulation of water is limited to limit the release of radionuclides and chemical toxins, as close as possible to radiferous waste. The installation of such an installation in a clay layer of low permeability therefore limits the flow of water. This promotes the establishment of chemical equilibrium and contributes to the control of transport or migration of solutes. In order to limit the oxidation of materials such as uranium, the storage and the confining part of the cover, namely the confinement layer 6, will be implanted under the water table, to promote the maintenance of anoxic conditions.
De manière générale, plus l'espace poral des matériaux traversés est saturé en eau, plus la vitesse de propagation du radon est lente. On parvient ainsi à piéger le radon et éviter sa remontée en surface le temps de sa décroissance radioactive estimée à environ 3,8 jours.In general, the more the poral space of the materials crossed is saturated with water, the slower the rate of propagation of radon. It is thus possible to trap the radon and avoid its rise to the surface the time of its estimated radioactive decay to about 3.8 days.