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DES SCIENTIFIQUES SUR LE TERRAIN

Discipline : •Physique-chimie•Technologie•Découverte professionnelle

Objectifs :

•Découvrir un projet d’ingénierie scientifique.

•Découvrir quelques débouchés professionnels pour les scientifiques.

•Comprendre que des connaissances en physique, en chimie et en technologie sont nécessaires pour mener à bien un projet industriel.

Discipline : •Physique-chimie•Technologie•Découverte professionnelle

Objectifs :

•Découvrir un projet d’ingénierie scientifique.

•Découvrir quelques débouchés professionnels pour les scientifiques.

•Comprendre que des connaissances en physique, en chimie et en technologie sont nécessaires pour mener à bien un projet industriel.

DES SCIENTIFIQUES SUR LE TERRAIN

Regardez ces photos : quel est le point commun entre ces différentes constructions ?

1re mission : assurer la sécurité de galeries creusées à 500 m de profondeur

Avant de réaliser le projet de stockage profond des déchets radioactifs, un laboratoire souterrain a été construit pour tester les concepts établis par les scientifiques, et étudier différents paramètres.

Répondez à ce quiz sur le creusement du site :

1re mission : assurer la sécurité de galeries creusées à 500 m de profondeur

A votre avis, lequel de ces 3 matériaux est le plus résistant à l’eau ?

•Citez un exemple d’objet en acier : à quelle occasion est-il au contact de l’eau ? Quels effets sont produits ?•Citez un exemple d’objet en verre : à quelle occasion est-il au contact de l’eau ? Quels effets sont produits ?•Citez un exemple d’objet en béton : à quelle occasion est-il au contact de l’eau ? Quels effets sont produits ?

2e mission : connaître les effets de l’eau sur différents matériaux : verre, acier, béton

Source : www.dechets-radioactifs.com

Voici une coupe du lieu où sera implanté le centre de stockage profond de déchets radioactifs :

3e mission : analyser un besoin et concevoir un objet technique

Source : www.andra.fr

Avec votre équipe, imaginez les moyens :•pour faire descendre des personnes et du matériel dans le site ;•pour réceptionner les colis de déchets ;•pour les descendre dans le lieu de stockage, les déplacer dans les galeries et les placer dans les alvéoles ;•pour contrôler les opérations. Dessinez sur le schéma vos installations.

Remplissez la fiche technique de la machine que vous avez conçue pour descendre des personnes et du matériel dans le site.

3e mission : analyser un besoin et concevoir un objet technique

Regardez maintenant les solutions développées par les ingénieurs de l’Andra pour la mise en place des déchets de haute activité.

http://www.andra.fr/andra-meusehautemarne/pages/fr/menu18/le-projet-de-stockage/le-principe-de-stockage-profond-1517.html

3e mission : analyser un besoin et concevoir un objet technique

ANNEXES

1. Ancrage dans les programmes scolaires

2. Texte de la voix off de l’animation pédagogique

3. Pour se documenter

1. Ancrages dans les programmes scolaires

THEMES DE CONVERGENCE (Bulletin officiel spécial n° 6 du 28 août 2008) Thème 2 : développement durableLa physique-chimie introduit l’idée de conservation de la matière et permet de comprendre qu’une substance rejetée peut être diluée, transformée ou conservée. Les transformations chimiques issues des activités humaines peuvent être la source d’une pollution de l’environnement mais il est également possible de mettre à profit la chimie pour recycler les matériaux et plus généralement pour restaurer l’environnement.La technologie est indispensable à la compréhension des problèmes d’environnement d’une planète transformée en permanence par les activités de l’homme. De part les sujets abordés (les transports, l’environnement et l’énergie, l’architecture et l’habitat, le choix des matériaux et leur recyclage), la technologie sensibilise les élèves aux grands problèmes de l’environnement et du développent durable. Thème 3 : énergieLa physique-chimie conduit à une première classification des différentes formes d’énergie et permet une première approche de l’étude de certaines conversions d’énergie. La grande importance de l’électricité dans la vie quotidienne et dans le monde industriel justifie l’accent mis sur l’énergie électrique, notamment sur sa production.La technologie, avec des supports issus des domaines tels que les transports, l’architecture, l’habitat, l’environnement, permet de mettre en évidence les différentes formes d’énergie qui sont utilisées dans les objets techniques. Thème 6 : sécuritéPhysique-chimie : Les risques naturels en liaison avec la météorologie, les risques technologiques (toxicité des produits utilisés, des déchets produits) sont également abordés.La technologie prend très fortement en compte la sécurité des élèves lors de l’utilisation des outils de production. Par ailleurs, elle fait une large place aux conditions de sécurité dans l’étude des transports, dans la réalisation d’appareillages de domotique, dans l’étude de systèmes énergétiques, et dans les réalisations ou études techniques à tous niveaux.

2. Texte de la voix off de l’animation pédagogique

Des scientifiques sur le terrain

Tous les scientifiques ne portent pas de blouse blanche, ne travaillent pas avec un microscope et des éprouvettes, et ne restent pas enfermés dans leur laboratoire. Certains sont impliqués dans des projets industriels, où les technologies développées par les ingénieurs demandent une expertise scientifique. C’est le cas dans le projet de stockage profond des déchets radioactifs. Ce projet, en cours d’étude, consiste à creuser, à 500m sous le sol, un site composé de galeries destinées à accueillir les colis de déchets les plus radioactifs produits en France. Exploité pendant au moins un siècle, avec la possibilité d’en retirer les colis si un nouveau mode de gestion était adopté, ce site sera ensuite rebouché et fermé définitivement ; la roche dans laquelle les déchets auront été stockés permettra de confiner les déchets sur de très longues périodes de temps, jusqu’à ce que leur radioactivité disparaisse.De nombreux scientifiques travaillent sur ce projet, qui comprend notamment des paramètres physiques, chimiques et technologiques complexes. Côté physique d’abord, le creusement du site donne lieu à des études sur le comportement de la roche. En creusant, on modifie en effet les conditions naturelles du sous-sol : la roche se fissure, se déshydrate, se déforme. La mise en place des colis de déchets radioactifs, qui émettent de la chaleur, provoquera de plus un échauffement de la roche. Le rôle des ingénieurs scientifiques consiste donc par exemple à développer les techniques de creusement et de soutènement des galeries les plus efficaces et la température maximale acceptable pour le stockage afin de perturber le moins possible le milieu naturel. Côté chimie, les interactions entre les matériaux de conditionnement, les déchets radioactifs eux-mêmes et le milieu dans lequel ils seront placés sont étudiées. Un travail est notamment mené sur le verre, le béton et l’inox. Il s’agit d’analyser non seulement leurs propriétés physiques (résistance, durabilité, isolation) mais aussi les réactions chimiques qui affecteront par exemple les colis au contact de l’eau contenue dans la roche. Certains types de déchets peuvent rester radioactifs pendant plusieurs centaines de milliers d’années : il faut donc s’assurer que les phénomènes de corrosion des métaux, d’altération du verre et de dégradation des bétons soient extrêmement lents et sans conséquence sur la sécurité du stockage.La réalisation du site est aussi un défi technologique. D’une part, le creusement et l’aménagement des galeries et des descenderies nécessite la conception de machines adaptées, comme des tunneliers ou des ascenseurs qui descendent jusqu’à 500m ! D’autre part, les opérations de stockage des colis de déchets radioactifs posent un problème particulier : ils ne peuvent pas être manipulés par l’homme, tout leur parcours doit être automatisé. Des prototypes de robots ont donc été conçus, destinés à assurer leur réception, leurs déplacements jusqu’aux galeries, leur mise en place dans les alvéoles, et si nécessaire, leur retrait. Enfin, une méthode pour refermer le site est à l’étude : une argile spéciale sera injectée pour boucher définitivement les galeries. Les fissures occasionnées par le creusement devront être colmatées, et l’ensemble de l’ouvrage, parfaitement stable après sa fermeture.Entre physique, chimie et innovation technologie, le projet de stockage profond de déchets radioactifs est un projet d’ingénierie scientifique interdisciplinaire, où chaque spécialiste a un rôle à jouer.

3. Pour se documenter

Vous pouvez consulter les fiches-métiers de l’Andra sur www.andra.fr pour mieux connaître les professionnels qui travaillent dans cette agence.

3. Pour se documenter

Consultez le site www.dechetsradioactifs.com pour continuer à travailler sur les liens entre sciences et gestion des déchets radioactifs.

Un document en

préparé par l’ANDRA

et

DES SCIENTIFIQUES SUR LE TERRAIN