Prix Schläfli 2018 de géosciences : Alexandre Bagnoud

Non loin de Saint-Ursanne, un village médiéval idyllique du Doubs, on peut encore visiter une attraction touristique d’un tout autre genre : le laboratoire souterrain du Mont-Terri géré par swisstopo. Le microbiologiste Alexandre Bagnoud y a souvent été entre 2012 et 2016, non pas par curiosité parce qu’il s’intéressait à la solution de stockage optimale des déchets radioactifs, mais en tant que chercheur actif.

Alexandre Bagnoud
Image : Alexandre Bagnoud

« Oui, j’ai passé énormément de temps dans la galerie », se remémore Bagnoud. C’était un peu comme faire du babysitting, car son expérience nécessitait beaucoup d’attention. Mais il dit avoir beaucoup apprécié l’atmosphère particulière qui règne dans les profondeurs du Jura, l’absence d’alternance entre le jour et la nuit, la température constante qui y règne, été ou hiver. « Ici, on perd pour ainsi dire toute notion du temps. »

Néanmoins, quel rapport y-a-t-il entre un microbiologiste et la question du stockage définitif de déchets radioactifs ? Comme la diminution de la radioactivité des barres de combustible usées se calcule plutôt en périodes géologiques, la recherche sur les déchets radioactifs se focalise sur des processus de ce fait très lents : elle étudie essentiellement les propriétés physiques des couches rocheuses appropriées, ainsi que les processus géodynamiques susceptibles de constituer une menace pour l’étanchéité d’un dépôt géologique en profondeur. Cela dit, des processus biologiques jouent aussi un rôle déterminant, car les microorganismes sont en quelque sorte omniprésents, même à des milliers de mètres sous la terre.

Alexandre Bagnoud dit s’être toujours intéressé à la diversité de ces formes de vie simples qui, au microscope, ont un aspect homogène. « Si l’on s’intéresse au métabolisme, alors on se rend compte que ces organismes ont un éventail de possibilités bien plus vaste que les animaux ou les plantes. » Au début de sa carrière de chercheur, Bagnoud s’est rendu compte très vite qu’il voulait étudier le rôle dans les systèmes écologiques de ces protagonistes, qui sont certes infiniment petits, mais loin d’être insignifiants.

Au fil de ses travaux de doctorat, Bagnoud a effectivement découvert une communauté microbienne composée de sept espèces de bactéries aux particularités étonnantes. Ces bactéries ne représentent aucun danger pour un dépôt géologique en profondeur. Bien au contraire : en révisant légèrement la conception du dépôt, on pourrait les utiliser pour absorber de l’hydrogène libéré sous l’effet de l’oxydation inexorable des cuves en acier. Ce dégagement de gaz représente un facteur d’insécurité pour le stockage de déchets radioactifs. La pression du gaz est susceptible d’augmenter à tel point qu’elle pourrait entraîner des fuites dans une roche, aussi appropriée soit-elle.

Une fois que les multiples problèmes techniques ont été réglés – il avait à plusieurs égards innové avec le design expérimental et s’était donc heurté, dans les premières années de son travail, à des résistances –, Bagnoud a réussi à suivre sur deux ans le développement de « sa » famille de microbes, qu’il a exposée à des quantités élevées d’hydrogène – et ce en plein cœur de la formation de roche « argile à Opalinus » du Mont-Terri.

Lorsque les bactéries ont eu enfin épuisé tout l’oxygène disponible et le fer, il y a eu déplacement flagrant dans la structure de la communauté et dans le métabolisme des espèces de bactéries. Elles ont commencé à utiliser l’hydrogène comme source d’énergie et ont tenu le gaz en échec. À la suite de cette thèse, les chercheurs impliqués proposent d’aménager pour les bactéries une niche dans les sites de stockage, une quatrième barrière « biologique » en matériau poreux. Ainsi, les petits protégés de Bagnoud pourraient se construire pour eux un nid douillet, même si l’endroit peut nous paraître très inhospitalier.

Alexandre Bagnoud a reçu de l’Académie suisse des sciences naturelles le Prix Schläfli 2018 de géosciences pour l’article « Reconstructing a hydrogen-driven microbial metabolic network in Opalinus Clay rock », qu’il a publié dans le cadre de sa thèse de doctorat à l’EPF de Lausanne. Il poursuit maintenant ses travaux de recherche à l’Université de Vienne.

Pour en savoir plus sur la recherche concernant le stockage final de substances radioactives, on peut aussi visiter le laboratoire souterrain de Mont-Terri. Pour plus d’informations, consulter : www.mont-terri.ch

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