INIFUGE, un projet innovant pour développer des matériaux résistants au feu
Soutenu par le programme Investissements d’avenir et accompagné par l’Andra, le projet INIFUGE a pour but de développer des matériaux capables de résister à des températures de 1 000 °C. Ils pourraient être utilisés dans la construction de galeries et des conteneurs de stockage de certains déchets de moyenne activité à vie longue (MA-VL) du projet de stockage géologique, Cigéo.
Dans le cadre de la gestion du risque incendie dans Cigéo, la conception de conteneurs de stockage de déchets MA-VL résistants au feu (à la température) constitue une disposition intéressante pour des déchets MA-VL sensibles à ce risque. D’où l’intérêt d’étudier de près le développement de matériaux innovants ignifuges, comme par exemple les géopolymères.
Ces matériaux à base de matières minérales (la silice ou l’alumine) présentent en effet de nombreux avantages : ils possèdent de bonnes propriétés mécaniques, chimiques et thermiques, et peuvent résister à une température de 1 000 °C. Leur fabrication est moins polluante et leur mise en œuvre plus facile que celles des matériaux à base de ciment. Autant de qualités intéressantes dans le cadre du développement de Cigéo et pour limiter les conséquences d’un incendie en milieu souterrain.
Résister à 1 000 degrés pendant 3 heures
Le projet INIUFGE – qui compte parmi les 29 lauréats de l’appel à projets soutenu par le programme Investissements d’avenir et accompagné par l’Andra (cf. encadré) – avait pour objectif de développer un liant géopolymère innovant et d'étudier ses propriétés de durabilité et de résistance au feu.
Le résultat ? Un matériau issu du mélange d’une solution de silicate(1) avec de l’argilite – une roche argileuse – broyée puis calcinée. Cette formulation est capable de résister trois heures à une température de 1 000 °C.
« Ce géopolymère a donc une double compétence : il protège contre le feu et il est résistant au feu, explique Sylvie Rossignol, coordinatrice du projet au sein de l’Institut de recherche sur les céramiques (IRCER), à l’université de Limoges. Sous sa forme liquide, il peut être projeté par exemple sur un mur ou toute autre surface pour protéger du feu un bâtiment, une porte, des câbles, etc. »
(1) Minéral, combinaison de silice avec un oxyde métallique.
Revaloriser les argiles excavées
INIFUGE présente un autre intérêt pour l’Andra : il permet de revaloriser la roche extraite du creusement des galeries du Laboratoire souterrain de l’Andra et plus tard de Cigéo, tous les deux étant implantés dans la même couche argileuse. « L’Andra pourrait recycler sur place une partie des argilites qui vont être excavées et déposées à l’extérieur du site », complète Nathalie Texier-Mandoki, ingénieure nouveaux matériaux à l’Andra.
Couvrir tout le cycle de vie du liant géopolymère
De 2017 à 2021, le projet INIFUGE s’est déroulé en plusieurs étapes qui ont couvert l’ensemble du cycle de vie du liant géopolymère : les matériaux ont été analysés finement pour mieux comprendre leurs propriétés de résistance au feu, une classification a été établie en fonction de leurs performances, et une formulation innovante de géopolymère a été élaborée.
INIFUGE a également bénéficié d’un financement de l’agence Aliénor Transfert(2) et de la région Nouvelle-Aquitaine, et il a fait l’objet d’un brevet, en copropriété entre l’Andra et l’université de Limoges, et de plusieurs publications scientifiques dont l’une a obtenu une récompense. Enfin, au-delà du stockage géologique de déchets radioactifs, ce projet de recherche fondamentale pourrait bien trouver de nombreuses applications industrielles concrètes, notamment dans le génie civil pour la construction de tunnels.
(2) Lancée en 2019, l’agence Aliénor Transfer a pour objectif de simplifier et d’accélérer le transfert de technologie de la recherche publique vers les entreprises sur le nord de la région Nouvelle-Aquitaine.
Les partenaires du projet INIFUGE
En plus de l’Institut de recherche sur les céramiques (IRCER), coordinateur du projet, trois autres laboratoires français ont été impliqués dans le projet INIFUGE : le Groupement de recherche eau, sol, environnement (GRESE), qui a travaillé sur les formulations fondamentales des géopolymères et leur réactivité ; l’Institut de chimie de Clermont-Ferrand (ICCF), qui a étudié la porosité des matériaux jusqu’à 1 000 °C ; le Laboratoire de matériaux et durabilité des constructions (LMDC), de l’université Paul Sabatier de Toulouse, qui a confirmé leurs propriétés mécaniques à 1 000 °C.
29 projets innovants pour la gestion des déchets radioactifs
L’appel à projets lancé par l’Andra et l’ANR dans le cadre du programme Investissements d’avenir a pour but de faire émerger des solutions innovantes pour optimiser, en amont du stockage, la gestion des déchets radioactifs, en particulier ceux issus du démantèlement des installations nucléaires. 29 projets sont soutenus dans ce cadre. Ils portent sur quatre thématiques : la caractérisation des déchets, leur tri et traitement, les nouveaux matériaux de conditionnement, et enfin un volet sciences sociales sur l’innovation et la société.