Etude du comportement hydromécanique et des propriétés des transferts aux interface béton-argile de Boom : application au cas de stockage géologique des déchets radioactifs.

Overview & Synopsis

Dans le cadre du programme belge de R&D pour le stockage des déchets radioactifs de haute activité et/ou à vie longue, l'ONDRAF/NIRAS a conçu une installation potentielle de stockage géologique basé sur un système multi-barrières. Dans cette conception de référence actuelle, le stockage est envisagé en profondeur couche géologique; les déchets sont emballés dans des matériaux à base de béton et stockés dans des galeries bordées avec des cales en béton. L'Argile de Boom est étudiée comme l'une des formations hôtes potentielles.Cette argile peu indurée est connue pour sa faible perméabilité, sa grande capacité de rétention pour de nombreux radionucléides et son comportement plastique favorisant l'auto-étanchéité. Avec une série de barrières en béton, l'objectif de cette formation géologique est d'assurer l'isolement des déchets, leur confinement et la propagation des rejets de substances radioactives.Dans une telle installation, la corrosion anaérobie des métaux générera du gaz après la fermeture des galeries. L'évaluation des mécanismes de transport du gaz dans et autour du stockage est alors essentielle pour assurer son intégrité. Parmi les chemins potentiels d'écoulement des gaz, les interfaces entre la galerie en béton et l'Argile de Boom ont été identifiées comme des voies préférentielles potentielles. Dans ce contexte, le but de cette étude est d'étudier des propriétés de transfert de l’interface Argile-Béton.De nouvelles expériences ont été développées durant la thèse pour évaluer les propriétés de transfert de gaz d'interfaces dans des conditions différentes : dans des conditions à court, terme et (modéré) long terme, sous contrainte latérale uniquement et/ou sous contrainte latérale et contraintes de cisaillement. Un appareil dédié a été conçu, à l'aide d'une cellule de type HOEK, qui permet (i) d'appliquer une pression latérale pour simuler un chargement lithostatique, (ii) conduire une injection de gaz pour mesurer les propriétés de transfert et (iii) pour générer un déplacement relatif des deux côtés de l'interface. Le suivi, la quantification initiale de l'ouverture et de la fermeture de l'interface pendant le chargement mécanique utilisent pour une grande part l'injection de gaz et en considérant La loi de Poiseuille.Des essais d'injection de gaz sur des interfaces soumises à des s ollicitations latérales ont été faits pour évaluer la perméabilité de l'interface et les pressions de percée dans diverses conditions de contrainte.Les propriétés de transfert de l'interface sont ensuite comparées à celles de l’argile de Boom et du béton, pour identifier le chemin de passage des fluides