Hydromechanical modelling of a ventilation test in the Underground Research Laboratory of ANDRA

Abstract

Dans nos sociétés modernes, l’énergie nucléaire joue un rôle important lors de la production d’électricité : plus de 13% de la production d’électricité mondiale provient du nucléaire. En France, cette part monte jusqu’à 75%. Avec ses 58 réacteurs nucléaires parmi les 439 opérationnels dans le monde, c’est le pays le plus dépendant de l’électricité nucléaire. Cependant, cela génère des déchets radioactifs nocifs pour l’Homme et la nature ; de telle sorte qu’il faille à tout prix les isoler. Le stockage géologique profond a été sélectionné comme solution potentielle pour les déchets les plus critiques. Or, la faisabilité d’une telle tâche reste toujours en cours de recherche. En France, ANDRA mène des programmes de recherche dédiés à l’étude des possibilités de stocker dans les couches de l’argilite du Callovo-Oxfordien, situé entre 400 et 600 m de profondeur, dans la région de la Meuse/Haute-Marne. Un laboratoire de recherche souterrain fut installé dans cette formation rocheuse. On y mène des séries d’expériences axées sur les comportements de nature thermique, hydraulique et mécanique que la roche adopte suite à la phase de stockage (excavation, entreposage des déchets et scellement). Parmi ces aspects, l’expérience de la zone endommagée saturée (SDZ) enquête l’impact de la phase d’exploitation sur l’argilite à travers des cycles de saturation/désaturation (i.e. test de ventilation). Plus particulièrement, il s’agit de caractériser la zone excavée endommagée (EDZ) ainsi que son évolution. Dans ce contexte, une des majeures contributions de ce travail est de proposer des lois de comportement qui modifient les paramètres hydrauliques sur base des variables mécanique, de telle sorte que le comportement hydraulique du milieu évolue de la même manière et ce, peu importe l’orientation considérée. En outre, ce travail développe une formulation capable de décrire correctement l’EDZ en corrélant la perméabilité intrinsèque du milieu avec le ratio de plasticité. Ensuite, l’influence du test de ventilation en lui-même est étudiée plus en détails. Parmi les sujets abordés, l’analyse de l’influence du coefficient de transfert montre qu’il est possible de servir des valeurs déterminées au moyen de tests de séchage pour modéliser le test. A côté de cela, le travail introduit le concept d’anisotropie des paramètres mécaniques, et explore les limites du la nouvelle formulation proposée.