Dissertations / Theses: 'Stockage profond de déchets radioactifs'

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Albina, Pierre. "Bioréactivité des nitrates en contexte de stockage de déchets radioactifs profond." Thesis, Toulouse 3, 2019. http://www.theses.fr/2019TOU30286.

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Abstract:

En France, il est envisagé de stocker en couche géologique profonde les déchets radioactifs de moyenne activité à vie longue (MAVL). Ces déchets sont chargés en sels de nitrates et après des milliers d'années, le relâchement des nitrates pourrait favoriser la mobilité des radionucléides hors des déchets. Cependant, en présence de matière organique ou d'hydrogène, l'activité bactérienne peut théoriquement réduire les nitrates en espèces azotées plus réduites via la dénitrification. Le 1er objectif de cette thèse est d'évaluer la capacité des bactéries à s'adapter aux conditions physico-chimiques à proximité des déchets, c'est à dire en absence d'oxygène, à pH alcalin entre 9 et 13, en présence de concentrations élevées en nitrates, en présence d'un donneur d'électrons organique (acétate) ou minéral (hydrogène) et en présence de ciment et d'acier solides. Le 2nd objectif est d'évaluer les cinétiques de réduction des nitrates dans les conditions précédemment décrites. La réduction bactérienne des nitrates a été observée jusqu'à pH 11 et 400 mM de nitrates en présence d'acétate et jusqu'à pH 10.5 et 150 mM de nitrates en présence d'hydrogène. En présence d'hydrogène les cinétiques de réduction des nitrates étaient globalement plus ralenties et les bactéries étaient plus sensibles aux pH alcalins que les bactéries qui se développent en présence d'acétate. Ceci s'explique par le fait que l'hydrogène a une solubilité limitée à pression atmosphérique, que l'assimilation de carbone minéral est énergétiquement coûteuse pour les bactéries et enfin qu'en présence d'hydrogène le pH s'élève au cours de l'avancement de la dénitrification. En présence d'acétate le pH s'équilibre autour de 10 grâce aux CO2 produit par l'oxydation de l'acétate. Enfin la présence de ciment solide n'a pas eu de répercussion importante sur l'activité bactérienne, en revanche l'acier solide a stimulé de façon conséquente la réduction des nitrates
France has the project to dispose long-lived intermediate-level radioactive waste (ILW-LL) in a deep geological repository. The radioactive waste is loaded with nitrate salts and after thousands of years, the release of nitrates could promote the mobility of radionuclides out of the waste. However, in the presence of organic matter or hydrogen, bacterial activity can theoretically reduce nitrate to smaller nitrogen species through denitrification. The first objective of this thesis is to evaluate the ability of bacteria to adapt to the environment near the waste, i.e. in the absence of oxygen, at alkaline pH between 9 and 13, in the presence of high nitrate concentrations, in the presence of an organic (acetate) or mineral (hydrogen) electrons donor and in the presence of solid cement and solid steel. The second objective is to quantify nitrate reduction kinetics under the conditions described above. Bacterial reduction of nitrates was observed up to pH 11 and 400 mM of nitrates in the presence of acetate and up to pH 10.5 and 150 mM of nitrates in the presence of hydrogen. In the presence of hydrogen, nitrate reduction kinetics were generally slower and bacteria were more sensitive to alkaline pH than heterotrophic bacteria using acetate. This is a consequence of the low solubility of hydrogen, the mineral carbon assimilation expense for bacteria and the alkalinisation during denitrification in the presence of hydrogen. In the presence of acetate the pH equilibrate toward 10, due to CO2 generation when acetate is oxidized. Finally, while the presence of solid cement did not have a significant impact on bacterial activity, solid steel stimulated the reduction of nitrates

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El, Hajj Hicham. "Influence des microorganismes sur la corrosion d'un acier non allié dans le contexte du stockage géologique profond des déchets radioactifs." Nantes, 2010. http://archive.bu.univ-nantes.fr/pollux/show.action?id=397c2bb8-8188-4b61-8e58-08c29f497524.

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Abstract:

Cette thèse entre dans le cadre des recherches de l'Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) sur l'éventualité d'un stockage géologique profond des déchets radioactifs de haute et moyenne activité à vie longue. Dans ce travail, des analyses microbiologiques ont permis de caractériser et d'identifier des bactéries sulfato-réductrices (BSR) présentes dans des échantillons d'argilite du Callovo-Oxfordien, formation géologique hôte envisagée pour le stockage des déchets radioactifs. L'effet de la croissance de ces BSR sur la corrosion de l'acier P235GH des sur-conteneurs et des chemisages des déchets a ensuite été étudié. On Les vitesses de corrosion moyennes mesurées en présence de bactéries lors d'expériences en batch sont plus élevées (~30μ m/an) que celle déterminée sur un témoin stérile (~14 μm/an) et s'accompagnent de la formation de mackinawite (FeS). Les expériences de percolation menées à 120 bars avec deux carottes d'argilite et des coupons d'acier, simulant les conditions compactées attendues en situation de stockage, ont montré des résultats similaires à ceux retrouvés dans les cultures en batch (ex : production de sulfures, réduction de sulfate). La croissance des BSR au cours de la construction et l'exploitation du site reste donc plausible, ainsi que leur survie, au moins temporairement, si l'eau est disponible après la fermeture définitive des galeries de stockage. Cette activité bactérienne peut provoquer une accélération de la corrosion de l'acier des conteneurs en conditions de stockage d'un facteur 2
The subject of this thesis is part of a research program conducted by Andra (The French national agency for the management of radioactive wastes). It concerns the possible deep geological disposal of high-level and intermediate-level long-lived nuclear waste. In this work, microbiological analysis was used to characterize and identify the sulfate-reducing bacteria (SRB) that are present in Callovian-Oxfordian claystone samples, this material being studied as a host rock formation for a disposal site. The effect of the SRB on the corrosion of the P235GH steel containers and liners to be used in the disposal site has been studied. The corrosion rate of the steel coupons measured in batch experiments was high under biotic conditions (~30 μm/year) with the precipitation of mackinawite (FeS) whereas a sterilized blank showed a lower corrosion rate (~14 μm/year). Percolation experiments with claystone cores and steel coupons at 120 bar, simulating compacted conditions expected in disposal conditions, gave results similar to those obtained in batch experiments (e. G. Sulfide production, sulfate reduction). This indicates the plausibility of SRB growth during the construction and operational phases of the repository and, if water is available, their survival, at least temporarily, after the disposal site closure. This microbial activity could lead to an increase of the steel corrosion rate by a factor of two

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Rousset, Gilles. "Comportement mecanique des argiles profondes : application au stockage de dechets radioactifs." Marne-la-vallée, ENPC, 1988. http://www.theses.fr/1988ENPCA005.

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Tournassat, Christophe. "Interactions cations - argiles : le cas du Fe(II). Application au contexte de stockage profond des déchets radioactifs." Phd thesis, Grenoble 1, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00710111.

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Abstract:

Les interactions entre du Fe(II) en solution et une montmorillonite sont étudiées dans des conditions anoxiques et à température ambiante, sur une échelle de temps variant de l'heure à la semaine. Le Fe2+ s'adsorbe sur les sites d'échange cationique de l'argile avec la même affinité que le Ca2+ ; en présence de chlore, le Fe(II) forme des paires ioniques, FeCl+, qui s'adsorbent avec une affinité comparable à celles de CaCl+ et MgCl+. Les simulations montrent qu'en fond anionique chloré concentré (comme l'eau de mer) les ions monovalents (Na+ et paires ioniques du type CaCl+ et MgCl+) sont majoritaires sur les sites d'échange cationique. Le Fe2+ s'adsorbe sur les surfaces de bordure de la montmorillonite avec une affinité très forte. Cette adsorption spécifique peut être modélisée convenablement avec des modèles simples de complexation de surface. Le Fe2+ s'adsorbe sur l'argile avec une affinité d'environ 1000 fois plus forte que celle du Zn2+. Des expériences couplées d'adsorption, de titrage, de dissolution et de spectroscopie Mössbauer montrent que l'adsorption spécifique du Fe2+ est due à plusieurs réactions distinctes : une adsorption compétitive avec remplacement de cations présents sur les surfaces de bordure ou dans la structure (ex : Mg2+, Zn2+) ; une adsorption coopérative avec H4SiO4, ce mécanisme étant compatible avec la précipitation de surface d'une phase Fe - Si ; un mécanisme d'adsorption suivi d'une oxydation du Fe2+ en Fe3+, cette réaction libérant deux H+ en solution par Fe2+ adsorbé. Ces phénomènes ne peuvent pas tous être pris en compte dans les modèles classiques de complexation de surface. Une approche nouvelle pour les argiles est donc développée pour modéliser les interactions solutés - argiles, basée sur une approche morphologique et structurale de l'argile. Les surfaces de la montmorillonite sont caractérisées par deux méthodes indépendantes, la microscopie à force atomique (AFM) et l'adsorption de gaz à très basse pression, qui donnent le même résultat pour les surfaces de bordure : 8,5 m2 g-1. L'étude théorique de la structure de l'interface argiles - solutés montre qu'elle ne porte pas moins de 27 sites réactionnels différents pour les interactions argile - H+. Le modèle MUSIC est utilisé pour prédire leur réactivité. L'excellent accord entre les données expérimentales de titrage potentiométrique et leur simulation nous encourage à poursuivre dans cette voie et à compléter le modèle pour prédire les interactions surface - cations métalliques.

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Perlot, Céline. "INFLUENCE DE LA DÉCALCIFICATION DE MATERIAUX CIMENTAIRES SUR LES PROPRIÉTÉS DE TRANSFERT : APPLICATION AU STOCKAGE PROFOND DE DÉCHETS RADIOACTIFS." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00274268.

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Abstract:

Les matériaux cimentaires ont été retenus afin de composer la barrière ouvragée du site français de stockage des déchets nucléaires en formation géologique profonde. Ce choix se justifie par les capacités physico-chimiques propres aux bétons : les hydrates de la matrice cimentaire (CSH) et le pH de sa solution interstitielle contribuent à la rétention des radionucléides ; d'autre part la compacité de ces matériaux limite le transport d'éléments.
Il convient de s'assurer de la pérennité de cette structure pendant une durée au moins égale à celle de la vie des déchets (jusqu'à 100 000 ans). Sa durabilité a été éprouvée par l'évolution des propriétés de transfert en fonction de la décalcification de matériaux cimentaires, altération traduisant le vieillissement de l'ouvrage.

Deux modes de dégradation ont ainsi été appliqués tenant compte des différentes interactions physico-chimiques induites par la formation hôte.

Le premier, de type statique, a consisté en une décalcification accélérée par le nitrate d'ammonium. Il simule l'altération de la barrière ouvragée par les eaux souterraines. La cinétique de la dégradation a été estimée par le suivi du calcium lixivié et l'avancée du front de dissolution de l'hydroxyde de calcium.
Pour évaluer l'impact de la décalcification, les échantillons ont été caractérisés à l'état sain puis dégradé, en termes de microstructure (porosité, distribution porosimétrique) et de propriétés de transfert (diffusivité, perméabilité au gaz et à l'eau).
L'influence de la nature du liant (CEM I et CEM V/A) et des granulats (calcaires et siliceux) a été observée en répétant les essais sur différentes formulations de mortiers.
A cette occasion, une importante réflexion sur la métrologie de cet essai a été menée.

Le deuxième mode de dégradation, dynamique, a été réalisé par un perméamètre environnemental. Il recrée les sollicitations subies par l'ouvrage lors de sa phase de resaturation post-fermeture (pression hydraulique imposée par la couche géologique et exothermicité des déchets).
Cet appareillage, basé sur le principe d'une cellule triaxiale, a permis de fixer un gradient de pression entre 2 et 10 MPa et une température de 20 à 80°C. La variation de la perméabilité à l'eau en fonction de ces deux paramètres expérimentaux, découplés et couplés, a été mesurée et reliée aux modifications microstructurales des échantillons.

Mots clés : décalcification, CEM I, CEM V/A, diffusivité, perméabilité au gaz, perméabilité à l'eau, porosimétrie mercure, dégradation par nitrate d'ammonium, perméamètre environnemental, gradient de pression, température, stockage nucléaire souterrain.

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Perlot, Céline. "Influence de la décalcification de matériaux cimentaires sur les propriétés de transfert : application au stockage profond de déchets radioactifs." Toulouse 3, 2005. http://www.theses.fr/2005TOU30211.

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Abstract:

Les matériaux cimentaires ont été retenus afin de composer la barrière ouvragée du site français de stockage des déchets nucléaires en formation géologique profonde. Ce choix se justifie par les capacités physico-chimiques propres aux bétons : les hydrates de la matrice cimentaire (CSH) et le pH de sa solution interstitielle contribuent à la rétention des radionucléides ; d'autre part la compacité de ces matériaux limite le transport d'éléments. Il convient de s'assurer de la pérennité de cette structure pendant une durée au moins égale à celle de la vie des déchets (jusqu'à 100 000 ans). Sa durabilité a été éprouvée par l'évolution des propriétés de transfert en fonction de la décalcification de matériaux cimentaires, altération traduisant le vieillissement de l'ouvrage. Deux modes de dégradation ont ainsi été appliqués tenant compte des différentes interactions physico-chimiques induites par la formation hôte. Le premier, de type statique, a consisté en une décalcification accélérée par le nitrate d'ammonium. Il simule l'altération de la barrière ouvragée par les eaux souterraines. La cinétique de la dégradation a été estimée par le suivi du calcium lixivié et l'avancée du front de dissolution de l'hydroxyde de calcium. Pour évaluer l'impact de la décalcification, les échantillons ont été caractérisés à l'état sain puis dégradé, en terme de microstructure (porosité, distribution porosimétrique) et de propriétés de transfert (diffusivité, perméabilité au gaz et à l'eau). L'influence de la nature du liant (CEM I et CEM V/A) et des granulats (calcaires et siliceux) a été observée en répétant les essais sur différentes formulations de mortiers. A cette occasion, une importante réflexion sur la métrologie de cet essai a été menée. Le deuxième mode de dégradation, dynamique, a été réalisé par un perméamètre environnemental. Il recrée les sollicitations subies par l'ouvrage lors de sa phase de resaturation post-fermeture (pression hydraulique imposée par la couche géologique et exothermicité des déchets). Cet appareillage, basé sur le principe d'une cellule triaxiale, permet de fixer un gradient de pression entre 2 et 10 MPa et une température de 20 à 80°C. La variation de la perméabilité à l'eau en fonction de ces deux paramètres expérimentaux, découplés et couplés, a été mesurée et reliée aux modifications microstructurales des échantillons
Cementitious materials have been selected to compose engineering barrier system (EBS) of the french radioactive waste deep repository, because of concrete physico-chemical properties: the hydrates of the cementitious matrix and the pH of the pore solution contribute to radionuclides retention; furthermore the compactness of these materials limits elements transport. The confinement capacity of the system has to be assessed while a period at least equivalent to waste activity (up to 100. 000 years). His durability was sustained by the evolution of transfer properties in accordance with cementitious materials decalcification, alteration that expresses structure long-term behavior. Then, two degradation modes were carried out, taking into account the different physical and chemical interactions imposed by the host formation. The first mode, a static one, was an accelerated decalcification using nitrate ammonium solution. It replicates EBS alteration dues to underground water. Degradation kinetic was estimated by the amount of calcium leached and the measurement of the calcium hydroxide dissolution front. To evaluate the decalcification impact, samples were characterized before and after degradation in term of microstructure (porosity, pores size distribution) and of transfer properties (diffusivity, gas and water permeability). The influence of cement nature (ordinary Portland cement, blended cement) and aggregates type (lime or siliceous) was observed: experiments were repeated on different mortars mixes. On this occasion, an essential reflection on this test metrology was led. The second mode, a dynamical degradation, was performed with an environmental permeameter. It recreates the EBS solicitations ensured during the resaturation period, distinguished by the hydraulic pressure imposed by the geologic layer and the waste exothermicity. This apparatus, based on triaxial cell functioning, allows to applied on samples pressure drop between 2 and 10 MPa and temperature from 20 to 80°C. Water permeability evolution relating to experimental parameters, uncoupled or coupled, was relied to mortars microstructural modifications

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Bahlouli, Mohamed Haythem. "Modélisation couplée des écoulements liquide-gaz et de l'hydro-mécanique dans un stockage géologique de déchets radioactifs." Electronic Thesis or Diss., Université de Toulouse (2023-....), 2025. http://www.theses.fr/2025TLSEP028.

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Abstract:

Le stockage géologique profond constitue la solution internationale la plus prometteuse pour la gestion des déchets les plus radioactifs et à durée de vie longue sur de très longues échelles de temps. En France, le projet Cigéo vise à stocker les déchets dits de haute activité (HA), principalement issus des combustibles usés des centrales nucléaires après retraitement et les déchets de moyenne activité à vie longue (MA-VL), qui correspondent aux structures métalliques qui entourent le combustible ou aux résidus liés au fonctionnement et à la maintenance des installations nucléaires. La sûreté du stockage est assurée par un système multi-barrières composé de barrières ouvragées et une roche hôte. Grâce à sa très faible conductivité hydraulique, sa faible diffusion moléculaire et sa capacité significative de rétention des radionucléides, l’argilite du Callovo-Oxfordien (COx) est considérée comme la formation géologique potentielle pour la réalisation du projet. Or, après la fermeture et le scellement de l'installation souterraine, une quantité significative de gaz (principalement de l’hydrogène) peut être générée en raison de plusieurs processus tels que la corrosion anaérobie des métaux, la radiolyse de l'eau et les réactions microbiennes. Si le transitoire hydraulique-gaz des installations souterraines a été très étudié au cours des deux dernières décennies, la représentation de certains processus fortement couplés tels que les écoulements diphasiques multi-composants dans des matériaux poreux très faiblement perméables, à des différentes échelles spatiales et l'hydro-mécanique restent potentiellement complexe. La présente étude a été réalisée à l’Unité d’expertise et de modélisation des installations de stockage, à l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire. L'objectif était d'améliorer la robustesse des modélisations du comportement hydrodynamique des phases liquide-gaz et traiter la problématique des impacts mécaniques des déformations de la roche et des scellements sur le transport de gaz et vice versa. Seules des simulations numériques sont capables de rendre compte de l’ensemble des phénomènes sur les échelles d’espace et de temps à considérer. Pour cela, deux approches ont été suivies. Une étude analytique de l'écoulement monophasique gaz a été effectuée afin d'évaluer la sensibilité des phénomènes d'écoulement du gaz aux divers paramètres physiques, y compris la compressibilité et l'effet Klinkenberg. Parallèlement, des simulations numériques ont été réalisées sur un modèle d'alvéole de déchets HA. Elles ont permis de mettre en évidence l'évolution de la pression du gaz et la désaturation de la roche hôte et des scellements. Ces simulations prennent en compte la présence de l'air dans la phase gaz, afin d’appréhender le poids d'une atmosphère explosive en lien avec l'inflammabilité de l'hydrogène dans l'air. Ces études étaient aussi le terrain pour introduire des améliorations dans le code TOUGH2 et de développer des outils de pre- et de post- processing qui facilitent l'utilisation de ce code et l'analyse des résultats. Concernant le couplage hydromécanique, une revue bibliographique approfondie est réalisée, et a permis d'isoler les problèmes soulevés par le couplage poro-élastique en présence de gaz. Un modèle d'élasticité linéaire avec un couplage HM basé sur la théorie de Biot est ensuite étudié et implémenté dans le logiciel COMSOL Multiphysics en utilisant la méthode des éléments finis. Des simulations numériques de tests hydro-mécaniques drainés ou non-drainés ont été réalisés. Le couplage a permis de capturer l'interaction entre la variation de pression du fluide et les contraintes et déformations dans la roche poreuse. Un des résultats est la mise en évidence de la production fluide
As a safe long-term management of nuclear waste, deep geological disposal was proposed and is the widely accepted approach to deal with high-level radioactive waste. It is currently being under study in several countries. The long-term safety in a deep geological repository (DGR) is ensured through a multi-barrier system provided by engineered barrier and natural barrier systems. In most multi-barrier system concepts in crystalline and clay rock, argillaceous materials (clay rock or bentonite) are envisaged to use for barrier elements. Due to its very low hydraulic conductivity, low molecular diffusion and significant radionuclide retention capacity, COx claystone is considered as a potential geological host formation for an industrial radioactive waste repository in France. The performance of the host rock and engineered barriers in the construction phase and in a long-term perspective (thousands to million of years) is of primary importance for predicting the risk of dissemination of radioactivity. After the deep geological repository is closed and sealed, significant gas quantity can be generated due to several processes such as the anaerobic metal corrosion, water radiolysis and microbial reactions. Predicting gas flow in low-permeable, saturated materials is a challenging but important task in the risk assessment of a deep geological repository. Pressure build-up and gas migration in host rock and engineered barriers constitute a highly coupled hydro-mechanical (HM) process, and may contribute to the development of preferential gas pathways either by gas-induced micro-fracturing or macro-fracturing. In current numerical studies some behaviors still cannot be well represented, in particular, it is challenging to explain the gas migration behavior in the gas injection tests conducted on the clayey rock and barriers materials. Therefore, to better represent the actual physical process of gas flow, several modeling frameworks are proposed in the present thesis: single-phase gas flow (H2), two-phase water-gas multi-component flow (air, H2), and hydro-mechanical coupling (poro-elasticity). Two-phase gas-water flow in the waste cell model at different scales (a single waste cell contains several High Level Waste containers) is used here to quantitatively study transient hydraulic water-gas phenomena, such as gas pressure evolution and clayey rock desaturation. A wide range of scenarios and hypotheses is tested to assess significant differences between different scenarios in controlling gas migration and the transition from single phase water saturated conditions to two-phase and single phase gas. Although efficient in studying gas migration in presence of hydrogen only, the proposed models has presented a major limitation because of the difficulty in assessing gas phase evolution in presence of air. Multiphase flow of water with a gas phase (hydrogen and air) together with consideration of dissolved hydrogen, air and water vapor diffusion, is studied using equation of state EOS7R (water, brine, RN1, RN2, air) of the TOUGH2 family of codes. We have implemented code enhancements and post-processing scripts, which enhanced our capabilities in analyzing and interpreting results. A separate study of single phase gas flow was developed in order to assess analytically the sensitivity of gas flow phenomena to various rock parameters, including for instance the Klinkenberg effect due to gas slippage at low pressure in tight pores. Concerning the hydromechanical coupling, an extensive review was developed, including poroelastic coupling in the presence of gas. A linear poroelastic model based on Biot theory is studied and implemented in the Finite Elements software COMSOL Multiphysics. The coupling allows us to capture the interaction between fluid pressure variation and the stresses and strains in the porous rock (drained and undrained tests)

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Liu, JiangFeng. "Etanchéité de l’interface argilite-bentonite re-saturée et soumise à une pression de gaz, dans le contexte du stockage profond de déchets radioactifs." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2013. http://www.theses.fr/2013ECLI0011/document.

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Abstract:

En France, le système de stockage profond de déchets radioactifs envisagé est constitué d’une barrière naturelle (roche hôte argileuse, argilite) et de barrières artificielles, comprenant des bouchons d’argile gonflante (bentonite)-sable pour son scellement. L'objectif de cette thèse est d’étudier l’efficacité du gonflement et du scellement des bouchons placés dans l’argilite, sous l’effet, à la fois, d’une pression d’eau et d’une pression de gaz (tel que formé dans le tunnel). Pour évaluer la capacité de scellement du bouchon bentonite/sable partiellement saturé en eau, on a évalué sa perméabilité au gaz Kgaz sous pression de confinement variable (jusqu’à 12MPa). L'étanchéité au gaz (Kgaz < 10-20m2) est obtenue sous confinement Pc≥9MPa si la saturation est d’au moins 86-91%. Par ailleurs, nous avons évalué le gonflement et l'étanchéité du bouchon de bentonite-sable imbibé d’eau dans un tube d’argilite ou de Plexiglas-aluminium lisse ou rugueux. La présence de gaz diminue la pression effective de gonflement (et la pression de percée de gaz) à partir d’une pression Pgaz= 4 MPa. Après saturation complète en eau, l’écoulement continu de gaz au travers du bouchon seul se fait à Pgaz=7-8MPa s’il dispose d’une interface lisse avec un autre matériau (tube métallique), alors que celui au travers de l’ensemble bouchon/argilite a lieu à Pgaz=7-7,5MPa. Le passage à travers le bouchon gonflé au contact d’une interface rugueuse se fait à une pression de gaz bien supérieure à la pression de gonflement du bouchon. Les essais de percée de gaz montrent que l'interface et l'argilite sont deux voies possibles de migration de gaz lorsque l’ensemble bouchon/roche hôte est complètement saturé
In France, the deep underground nuclear waste repository consists of a natural barrier (in an argillaceous rock named argillite), associated to artificial barriers, including plugs of swelling clay (bentonite)-sand for tunnel sealing purposes. The main objective of this thesis is to assess the sealing efficiency of the bentonite-sand plug in contact with argillite, in presence of both water and gas pressures. To assess the sealing ability of partially water-saturated bentonite/sand plugs, their gas permeability is measured under varying confining pressure (up to 12MPa). It is observed that tightness to gas is achieved under confinement greater than 9MPafor saturation levels of at least 86-91%. We than assess the sealing efficiency of the bentonite-sand plug placed in a tube of argillite or of Plexiglas-aluminium (with a smooth or a rough interface). The presence of pressurized gas affects the effective swelling pressure at values Pgas from 4MPa. Continuous gas breakthrough of fully water-saturated bentonite-sand plugs is obtained for gas pressures on the order of full swelling pressure (7-8MPa), whenever the plug is applied along a smooth interface. Whenever a rough interface is used in contact with the bentonite-sand plug, a gas pressure significantly greater than its swelling pressure is needed for gas to pass continuously. Gas breakthrough tests show that the interface between plug/argillite or the argillite itself are two preferential pathways for gas migration, when the assembly is fully saturated

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Liu, Jiangfeng. "Etanchéité de l'interface argilite-bentonite re-saturée et soumise à une pression de gaz, dans le contexte du stockage profond de déchets radioactifs." Phd thesis, Ecole Centrale de Lille, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00951147.

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Abstract:

En France, le système de stockage profond de déchets radioactifs envisagé est constitué d'une barrière naturelle (roche hôte argileuse, argilite) et de barrières artificielles, comprenant des bouchons d'argile gonflante (bentonite)-sable pour son scellement. L'objectif de cette thèse est d'étudier l'efficacité du gonflement et du scellement des bouchons placés dans l'argilite, sous l'effet, à la fois, d'une pression d'eau et d'une pression de gaz (tel que formé dans le tunnel). Pour évaluer la capacité de scellement du bouchon bentonite/sable partiellement saturé en eau, on a évalué sa perméabilité au gaz Kgaz sous pression de confinement variable (jusqu'à 12MPa). L'étanchéité au gaz (Kgaz < 10-20m2) est obtenue sous confinement Pc≥9MPa si la saturation est d'au moins 86-91%. Par ailleurs, nous avons évalué le gonflement et l'étanchéité du bouchon de bentonite-sable imbibé d'eau dans un tube d'argilite ou de Plexiglas-aluminium lisse ou rugueux. La présence de gaz diminue la pression effective de gonflement (et la pression de percée de gaz) à partir d'une pression Pgaz= 4 MPa. Après saturation complète en eau, l'écoulement continu de gaz au travers du bouchon seul se fait à Pgaz=7-8MPa s'il dispose d'une interface lisse avec un autre matériau (tube métallique), alors que celui au travers de l'ensemble bouchon/argilite a lieu à Pgaz=7-7,5MPa. Le passage à travers le bouchon gonflé au contact d'une interface rugueuse se fait à une pression de gaz bien supérieure à la pression de gonflement du bouchon. Les essais de percée de gaz montrent que l'interface et l'argilite sont deux voies possibles de migration de gaz lorsque l'ensemble bouchon/roche hôte est complètement saturé

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Chautard, Camille. "Interactions fer/argile en conditions de stockage géologique profond : Impact d'activités bactériennes et d'hétérogénéités." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENMP, 2013. http://www.theses.fr/2013ENMP0044.

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Abstract:

La présente étude porte sur les interactions entre deux types de matériaux susceptibles d'être mis en jeu au sein d'un stockage géologique de déchets radioactifs : les matériaux métalliques, constituant notamment le surconteneur de déchets de haute activité, et les matériaux argileux, telle que la roche hôte argileuse. Les interactions entre ces deux matériaux en conditions de stockage pourraient en effet modifier leurs propriétés de confinement initiales. Les travaux présentés ont visé à déterminer l'influence d'hétérogénéités (vides technologiques et fractures) et d'activités bactériennes sur ces interactions, notamment en termes d'évolution de propriétés chimiques et hydrauliques de l'argile. Dans cet objectif, deux expériences intégrées en cellules de percolation ont été mises en œuvre, à 60 °C, pendant 13 mois : la première en présence de deux souches bactériennes (BSR, BFR), la seconde constituant un témoin abiotique. Ces expérimentations ont permis la circulation d'une eau synthétique dont la composition est représentative de celle de l'eau porale de Tournemire au travers d'un compact de fer pulvérulent puis d'une carotte d'argilite du Toarcien de Tournemire, artificiellement fissurée. L'une des deux demi-carottes d'argile contenait également un cylindre de fer massif. Les caractérisations post-mortem (MEB, MEB/EDS, Raman, DRX, tomographie aux rayons X) ont permis d'étudier deux interfaces : l'interface fer pulvérulent/argilite et l'interface fer massif/argilite.Concernant le déroulement des expérimentations, il convient de noter en premier lieu que la fissure a probablement été circulante durant la totalité de l'essai, ce que tendent à confirmer les modélisations couplées chimie/transport avec le code HYTEC. Toutefois, aucune phase néoformée n'a été mise en évidence à son niveau. Par ailleurs, la survie bactérienne dans la cellule biotique a été confirmée au cours de l'expérimentation par le suivi régulier de la population et par une analyse de la diversité génétique à la fin des essais. Une nette diminution de la concentration en sulfates en sortie de cellule confirme l'activité des BSR.Les caractérisations solides en fin d'essais ont mis en évidence dans la zone de fer pulvérulent, avec et sans bactéries, de la magnétite et de la chukanovite, cette dernière étant localisée majoritairement à l'interface avec l'argilite. Une zone enrichie en fer (10 µm) a été identifié à l'interface dans l'argilite. La vitesse moyenne de corrosion du fer pulvérulent a été estimée à 0,2 µm/an (valeur basse). A l'interface fer massif/argilite, deux faciès ont été mis en évidence. Le premier faciès, identifié dans les deux dispositifs, est composé de chukanovite en couche interne et de sidérite en couche externe. L'extension de la perturbation de l'argilite est de l'ordre de 30 µm. Le second faciès, mis en évidence seulement en présence de bactéries, montre la présence de sulfure de fer (mackinawite) et d'avancées locales de corrosion. Enfin, les simulations HYTEC réalisées ont permis de mieux comprendre les mécanismes biogéochimiques observés expérimentalement, notamment l'effet du pH, et de mieux quantifier certains paramètres cinétiques clefs
This study focuses on the interactions between two materials that may be introduced in a geological disposal of radioactive waste: metallic materials such as the high-level waste overpack, and clay materials such as the clay host rock. Indeed, the interactions between these two materials in such conditions could induce a change of their initial confinement properties. This work aimed at determining the influence of heterogeneities (technological gaps and fractures) and bacterial activities on these interactions, in terms of evolution of chemical and hydraulic properties of clayey materials. To this end, two percolation cells have been conducted during 13 months: the first one with two bacteria (SRB, IRB), the second one without bacteria. These experiments, carried out at 60°C, involved circulating synthetic water representative of the Tournemire pore water through iron powder and through Toarcian artificially cracked argillite from Tournemire. An iron rod was also placed into the argillite. Thus, solid characterizations (SEM, SEM/EDS, Raman, XRD, X-ray tomography) allowed the study of both interfaces: the iron powder/argillite interface and the iron rod/argillite interface.The water probably circulated into the crack during the entire test, which was confirmed by reactive transport modeling with the HYTEC reactive transport code. However, no secondary phase was identified in the crack. In addition, bacteria survival in the biotic cell was confirmed during the experiment by monitoring their population and by analyzing their genetic diversity at the end of the experiment. A strong decrease in sulfate concentration was measured in the output, which confirms the SRB activity.Solid characterization conducted at the end of the experiments have highlighted, with and without bacteria, the occurrence of magnetite and chukanovite in the iron powder, the latter being mainly located close to the argillite interface. In the argillite, a Fe-enriched zone (10 µm) was identified. The mean corrosion rate was estimated at 0.2 µm/y (lower bound). At the iron rod/argillite interface, two corrosion facies were observed. The first, identified in both cells, is mainly constituted of chukanovite in the inner layer and siderite in the outer layer. Extent of the argillite perturbation reaches about 30 µm. The second, only observed with bacteria, highlights the presence of iron sulfide precipitation (mackinawite) and localized corrosion patterns. Finally, HYTEC simulations have enabled us to better understand the observed biogeochemical processes, such as the pH effect, and to better quantify some key kinetic parameters

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Perronnet, Murielle. "Réactivité des matériaux argileux dans un contexte de corrosion métallique : application au stockage des déchets radioactifs en site argileux." Phd thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2004_PERRONNET_M.pdf.

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Abstract:

Afin d'assurer le confinement de déchets radioactifs en milieu géologique profond, il est envisagé d'utiliser des matériaux argileux de site et des bentonites. Leur stabilité en présence de fer métal, constituant des conteneurs de déchets, est étudiée. Ces études démontrent que la réactivité de tels matériaux est principalement portée par les smectites dioctaédriques et les kaolinites qu'ils contiennent. En revanche, la présence de sulfures inhibe la réaction Fe(O)-argiles. La nature du produit de réaction dépend de la quantité de fer métal disponible. A pH basique, par contact physique avec les agents oxydants de la smectite (H+, OH- et Fe3+), le Fe(O) est corrodé. Cette réaction est favorisée par les hétérogénéités des surfaces latérales de la smectite, qui altérée définit un micro-domaine à l'intérieur duquel nucléent des serpentines-Fe si l'apport en fer est suffisant. De telles néoformations entrainent une diminution des propriétés de confinement de la barrière argileuse
Ln order to confine radioactive wastes in deep settings, it is envisaged to use some natural clay materials and bentonites. Their stability when in contact with metallic iron, main component of the canisters, is studied. These studies show that the reactivity of such materials is mainly controlled by those of their dioctaedral smectites and kaolinites. On the contrary, the presence of sulfides stops the Fe(O)-clays reaction. The kind of reaction products depends on the quantity of available metallic iron. When pH is over 7, the Fe(O) is oxidized consecutive to a physical contact with the oxidant agents of the smectite (H+, OH- et Fe3+). This reaction is favored by the heterogeneities of the lateral surfaces of the smectite, which then describes a microenvironments in which some serpentines grow up if the iron supply is sufficient. Such new-crystallizations imply a decrease of the confinement properties of the clay barrier

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Verron, Heloïse. "Étude expérimentale des interactions matériau cimento-bentonitique / argilite / fer et acier (MREA/COx/Fe ou acier) à 90°C en conditions de stockage géologique profond des déchets radioactifs (CIGEO)." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0205.

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Abstract:

Dans le concept actuel de stockage de déchets radioactifs en couche géologique profonde tel qu’envisagé par l’Andra (projet CIGEO), les colis de déchets sont placés dans des alvéoles creusées dans l’argilite du Callovo-Oxfordien (COx) dont le chemisage est en acier faiblement allié. Le COx, et en particulier les pyrites qui le composent, peuvent s’oxyder lors du creusement. Grâce à un montage expérimental original, impliquant plusieurs mélanges pyrite/minéral et un réacteur couplé à un micro chromatographe en phase gazeuse, il est démontré, sur la base de la consommation d'O2 mesurée, qu'à 100°C en présence de calcite, moins de 50% de la pyrite est oxydée. Cette oxydation implique une acidité susceptible de corroder le chemisage des alvéoles. L’Andra a donc développé et breveté un coulis cimento-bentonitique bas pH (9
In the current concept of radioactive waste deep geological disposal planned by Andra (CIGEO project), waste containers are stored into disposal cells drilled into the Callovo-Oxfordian claystone (COx) and encircled by a carbon steel liner. COx and in particular its pyrites, can be oxidized during the drilling of cells. Thanks to an original experimental set-up, involving several pyrite/mineral mixtures and a reactor coupled to a micro gas chromatograph, it is demonstrated, based on the measured O2 consumption that at 100°C in presence of calcite, less than 50% of the pyrite is oxidized. This oxidation induces a transient acidic plume and consequently the corrosion of the steel liner. Andra has developed and patented a low-pH (9

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Chautard, Camille. "Interactions fer/argile en conditions de stockage géologique profond : Impact d'activités bactériennes et d'hétérogénéités." Phd thesis, Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-01058325.

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Abstract:

La présente étude porte sur les interactions entre deux types de matériaux susceptibles d'être mis en jeu au sein d'un stockage géologique de déchets radioactifs : les matériaux métalliques, constituant notamment le surconteneur de déchets de haute activité, et les matériaux argileux, telle que la roche hôte argileuse. Les interactions entre ces deux matériaux en conditions de stockage pourraient en effet modifier leurs propriétés de confinement initiales. Les travaux présentés ont visé à déterminer l'influence d'hétérogénéités (vides technologiques et fractures) et d'activités bactériennes sur ces interactions, notamment en termes d'évolution de propriétés chimiques et hydrauliques de l'argile. Dans cet objectif, deux expériences intégrées en cellules de percolation ont été mises en œuvre, à 60 °C, pendant 13 mois : la première en présence de deux souches bactériennes (BSR, BFR), la seconde constituant un témoin abiotique. Ces expérimentations ont permis la circulation d'une eau synthétique dont la composition est représentative de celle de l'eau porale de Tournemire au travers d'un compact de fer pulvérulent puis d'une carotte d'argilite du Toarcien de Tournemire, artificiellement fissurée. L'une des deux demi-carottes d'argile contenait également un cylindre de fer massif. Les caractérisations post-mortem (MEB, MEB/EDS, Raman, DRX, tomographie aux rayons X) ont permis d'étudier deux interfaces : l'interface fer pulvérulent/argilite et l'interface fer massif/argilite.Concernant le déroulement des expérimentations, il convient de noter en premier lieu que la fissure a probablement été circulante durant la totalité de l'essai, ce que tendent à confirmer les modélisations couplées chimie/transport avec le code HYTEC. Toutefois, aucune phase néoformée n'a été mise en évidence à son niveau. Par ailleurs, la survie bactérienne dans la cellule biotique a été confirmée au cours de l'expérimentation par le suivi régulier de la population et par une analyse de la diversité génétique à la fin des essais. Une nette diminution de la concentration en sulfates en sortie de cellule confirme l'activité des BSR.Les caractérisations solides en fin d'essais ont mis en évidence dans la zone de fer pulvérulent, avec et sans bactéries, de la magnétite et de la chukanovite, cette dernière étant localisée majoritairement à l'interface avec l'argilite. Une zone enrichie en fer (10 µm) a été identifié à l'interface dans l'argilite. La vitesse moyenne de corrosion du fer pulvérulent a été estimée à 0,2 µm/an (valeur basse). A l'interface fer massif/argilite, deux faciès ont été mis en évidence. Le premier faciès, identifié dans les deux dispositifs, est composé de chukanovite en couche interne et de sidérite en couche externe. L'extension de la perturbation de l'argilite est de l'ordre de 30 µm. Le second faciès, mis en évidence seulement en présence de bactéries, montre la présence de sulfure de fer (mackinawite) et d'avancées locales de corrosion. Enfin, les simulations HYTEC réalisées ont permis de mieux comprendre les mécanismes biogéochimiques observés expérimentalement, notamment l'effet du pH, et de mieux quantifier certains paramètres cinétiques clefs.

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Doan, Phuong Hoai Linh. "Prise en compte économique du long terme dans les choix énergétiques relatifs à la gestion des déchets radioactifs." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLED050/document.

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Abstract:

Actuellement, bien que la plupart des pays nucléaires converge vers la même solution technique: le stockage profond pour la gestion des déchets radioactifs de haute activité et à vie longue, les objectifs calendaires divergent d'un pays à l'autre. Grâce au calcul économique, nous souhaitons apporter des éléments de réponse à la question suivante : En termes de temporalité, comment les générations présentes, qui bénéficient de la production d'électricité nucléaire, doivent-elles supporter les charges de la gestion des déchets radioactifs en tenant compte des générations futures ? Cette thèse se propose d'analyser spécifiquement la décision française en tenant compte de son contexte. Nous proposons un ensemble d'outils qui permet d'évaluer l'Utilité du projet de stockage profond en fonction des choix de temporalité. Notre thèse étudie également l'influence en retour des choix de stockage sur le cycle du combustible nucléaire. Au-delà, nous prenons en compte les interactions entre le stockage profond et les choix de parc nucléaire et de cycle du combustible qui constituent un « système complet »
Nowadays, the deep geological repository is generally considered as the reference solution for the definitive management of spent nuclear fuel/high-level waste, but different countries have decided different disposal deployment schedules. Via the economic calculation, we hope to offer some answers to the following question: In terms of disposal time management, how should the present generations, benefiting from the nuclear power generation, bear the costs of radioactive waste management, while taking into account future generations? This thesis proposes to analyze specifically the French decision in its context. We propose a set of tools to evaluate the Utility of the deep geological repository project according to the deployment schedule choices. Our thesis also studies the influence of disposal choices on the nuclear fuel cycle. Beyond, we also take into account the interactions between the deep geological repository, nuclear fleet and cycle choices which constitute a "complete system"

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Salles, Fabrice. "Hydratation des argiles gonflantes : séquence d'hydratation multi-échelle : détermination des énergies macroscopiques à partir des propriétés microscopiques." Phd thesis, Paris 6, 2006. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00129414.

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Abstract:

Les smectites possèdent des propriétés qui en font des candidates potentielles pour constituer une des barrières pour le stockage des déchets radioactifs en milieu géologique profond : faible perméabilité, gonflement et rétention de cations. Le cœur de cette thèse est la détermination des liens existant entre les propriétés d’hydratation, de gonflement et de mobilité des cations, c'est-à-dire les propriétés de confinement du matériau. L’objectif est de comprendre et prédire le comportement de l’eau dans les smectites en suivant deux axes de recherche : les aspects mécanistique et énergétique de l’hydratation des smectites. Nous avons travaillé sur la montmorillonite Na-Ca contenue dans la bentonite MX 80, sous forme échangée, et monoionique (saturée par des cations alcalins ou des cations Ca). L’approche traverse les différentes échelles (microscopique, mésoscopique et macroscopique) et conduit à étudier les différentes composantes du système (feuillet-cation-eau), en mettant en œuvre des méthodes expérimentales de manière originale (thermoporométrie et conductivité électrique pour différentes humidités relatives (HR)) et des méthodes théoriques (calculs électrostatiques). En premier lieu, l’état sec est défini par ATVC (Analyse Thermique à Vitesse Contrôlée). Ensuite une caractérisation classique de la porosité de la smectite pour l’état sec est réalisée (intrusion de mercure, adsorption d’azote) et nous permet de montrer l’existence d’une mésoporosité (2-10 nm). Les expériences de thermoporométrie et de conductivité pour différents états d’hydratation ont permis de suivre l’augmentation des tailles de pore et de la mobilité des cations en fonction de l’hydratation. Nous mettons notamment en évidence l’existence d’un gonflement osmotique mésoscopique pour de faibles humidités relatives (environ 50-60% HR) pour les cations Li et Na. En combinant les résultats de thermoporométrie, diffraction des Rayons X et conductivité électrique, nous sommes en mesure de proposer une séquence d’hydratation complète pour chaque cation, montrant ainsi le rôle du cation compensateur dans l’hydratation de la smectite : il est responsable de la structure de la porosité à l’état sec et de l’évolution des tailles de pore en fonction de la HR et il modifie la séquence d’hydratation par sa mobilité dans l’espace interfoliaire. L’importance de la nature du cation est également mise en évidence par le modèle énergétique. Les calculs électrostatiques utilisant le formalisme PACHA (Méthode d’Egalisation des Electronégativités) montrent que, pour les petits cations, l’énergie d’hydratation du cation dans la structure argileuse est prépondérante, alors que pour les gros cations, c’est l’énergie d’hydratation des feuillets qui est prépondérante. Pour obtenir ces résultats, nous avons déterminé les enthalpies de surface pour l’état sec, qui montrent une évolution cohérente, en fonction de la charge partielle du cation, avec l’augmentation de taille de pores et donc de taille de particules. Ensuite, au moyen d’un modèle théorique, nous avons calculé les énergies de gonflement, les énergies d’hydratation des surfaces et des cations se trouvant dans l’espace interfoliaire
Hydration of swelling clays : multi-scale sequence of hydration and determination of macroscopic energies from microscopic properties Smectites have interesting properties which make them potential candidates for engineered barriers in deep geological nuclear waste repository : low permeability, swelling and cations retention. The subject of this thesis consists in the determination of the relationship between hydration properties, swelling properties and cations mobility in relation with confinment properties of clayey materials. The aim is to understand and to predict the behaviour of water in smectites, following two research orientations: the mechanistic aspects and the energetic aspects of the hydration of smectites. We worked on the Na-Ca montmorillonite contained in the MX80 bentonite, with the exchanged homoionic structure (saturated with alkaline cations and calcium cations). The approach crosses the various scales (microscopic, mesoscopic and macroscopic) and implied the study of the various components of the system (layer-cation-water), by using original experimental methods (thermoporometry and electric conductivity for various relative humidities (RH) and electrostatic calculations. Initially, the dry state is defined by SCTA (scanning calorimetry thermal analysis). Then a classical characterization of the smectite porosity for the dry state is carried out usingmercury intrusion and nitrogen adsorption. We evidenced the existence of a mesoporosity which radius varies from 2 to 10 nm depending on the compensating cation. The thermoporometry and conductivity experiments performed at various hydration states made it possible to follow the increase in the pore sizes and the cations mobility as a function of the hydration state. We highlight in particular the existence of an osmotic mesoscopic swelling for low RH (approximately 50-60%RH for Li and Na). By combining the results of thermoporometry, X-ray diffraction and electric conductivity, we are able to propose a complete hydration sequence for each cation, showing the crucial role of the compensating cation in the hydration of smectites : it is responsible for the structure of porosity in a dry state and of the evolution of the pore sizes as a function of the RH and it modifies the hydration sequence by its mobility inside the interlayer space. The distinction between various types of water in the smectite structure is also achieved by thermoporometry at different RH : water bound to the cations and surfaces, water structured by porosity and free water. This distinction is important to understand the behaviour of smectite and in particular the diffusion properties in clayey materials. The importance of the cation nature is also highlighted by the energetic model. Electrostatic calculations using the PACHA formalism (Electronegativities Equalization method) show that, for the small cations, the hydration energy of the layers is predominant. To obtain these results, we determine the surface enthalpies for the dry state, which show a coherent evolution as a function of the cation partial charge with the increase of pore sizes and thus with particle sizes. Then, using a theoretical model, we calculated swelling energies, surface hydration energies and cation hydration energies. The behaviour of mixed purified clay displays a behaviour closer to that of a calcic clay for the experiments carried out, in contradiction with the fact that the Na cation is majoritary. This observation implies results on the clay properties, different from that expected for hydration properties, swelling and interlayer cation mobility within the framework of the radioactive waste

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Codina, Maud. "Les bétons bas pH - Formulation, caractérisation et étude à long terme." Phd thesis, INSA de Toulouse, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00199021.

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Abstract:

L'utilisation de bétons à base de ciment Portland en association avec de l'argile dans un site de stockage en profondeur de déchets radioactifs se heurterait à deux difficultés. La forte alcalinité du matériau cimentaire dégraderait les propriétés imperméables de l'argile. De plus, l'importante augmentation de température induite par l'hydratation du ciment dans un ouvrage massif pourrait provoquer des microfissures nuisibles à la durabilité du matériau. Des recherches ont donc été engagées pour mettre au point un béton permettant de pallier ces deux principaux écueils. L'objectif est d'obtenir un béton satisfaisant aux contraintes suivantes : pH de la solution interstitielle du matériau hydraté inférieur à 11 afin de limiter l'attaque alcaline de l'argile (d'où l'appellation de béton « bas pH »), échauffement inférieur à 20 °C au cours de l'hydratation, retrait modéré, performances mécaniques élevées (résistance à la compression supérieure à 70 MPa).
Plusieurs liants incorporant du ciment Portland, de la fumée de silice, des cendres volantes et / ou du laitier sont comparés. Tous ces systèmes sont caractérisés par des teneurs en ajouts très importantes, la fraction de clinker n'étant comprise qu'entre 20 et 60 %.
Après un an d'hydratation, la solution interstitielle des pâtes de liants bas pH présente des pH compris entre 11,7 et 12,2 selon la formulation, réduit de plus d'une unité par rapport aux témoins à base de CEM I ou CEM V. Cette chute de pH (comparé à celui d'un CEM I (13,5)) est concomitante i) d'une forte réduction de la concentration en alcalins dans la solution porale, ii) de la disparition ou de la diminution de la teneur en portlandite dans les matériaux, iii) et de l'enrichissement en silice des C-S-H.
Ces liants ont été utilisés avec succès pour mettre au point des bétons bas pH haute performance (pH de la solution interstitielle compris entre 10,7 et 11,6 selon les liants) avec les outils classiques du génie civil.
Enfin, des études de lixiviation en eau désionisée montrent que les pâtes de liants bas pH se décalcifient environ 4 fois moins vite que celle à base de ciment Portland. Les évolutions minéralogiques et les flux lixiviés par l'eau pure (pH 7) à 25 °C ont pu être modélisés à l'aide du code HYTEC en associant deux modules de réactivité chimique et de transport par diffusion.

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Lupan, Dan. "Risques et conséquences économiques du stockage des déchets radioactifs." Montpellier 1, 2005. http://www.theses.fr/2005MON10030.

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Abstract:

La radioactivité des déchets issus du cycle nucléaire représente un potentiel important de danger pour la santé humaine et l'environnement. Dans ce contexte, l'objectif de notre travail est d'isoler, définir et quantifier certains risques engendrés par le stockage des déchets radioactifs. Nous proposons une méthode d'évaluation du risque nucléaire qui met en relation la radioactivité en cas d'incident d'installation de stockage avec les conséquences économiques, exprimées en termes de coûts externes. En considérant une unité de retraitement des déchets radioactifs, nous analysons les conséquences des risques sur le stock ainsi que les effets de la subjectivité du décideur sur sa demande de sécurité et sur l'estimation de la probabilité d'un incident. A partir des limites, incertitudes et difficultés mises en évidence, nous proposons la diversification des scénarios existants au problème du stockage des déchets radioactifs à faible et moyenne activité d'une part, et à l'entreposage dans des piscines de refroidissement des combustibles usés, d'autre part.

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Petit, Jean-Claude. "Le stockage des déchets radioactifs : perspective historique et analyse sociotechnique." Paris, ENMP, 1993. http://www.theses.fr/1993ENMP0419.

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REJEB, AMEL. "Comportement thermomecanique du granite. Application au stockage des dechets radioactifs." Paris, ENMP, 1992. http://www.theses.fr/1992ENMP0357.

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Abstract:

L'enfouissement des dechets radioactifs en formation geologique profonde produira une elevation de temperature susceptible d'entrainer d'importantes modifications dans le milieu envisage. Cette these porte sur le stockage dans le granite et presente une etude du comportement thermomecanique basee sur les resultats de l'experience in situ thermo-hydro-mecanique de fanay-augeres. Des modelisations bidimensionnelle et tridimensionnelle ont permis de rendre compte, d'une maniere satisfaisante, de l'ensemble des observations faites in situ. La base de donnees experimentales issues de l'experience thm a permis de juger de la validite des nouveaux outils numeriques, construits en trois dimensions et utilisant la methode des elements finis. Ces codes de calcul pourront servir ulterieurement a simuler des cas de site de stockage reel

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Picard, Jean-Marc. "Ecrouissage thermique des argiles saturées. Application au stockage de déchets radioactifs." Marne-la-vallée, ENPC, 1994. http://www.theses.fr/1994ENPC9434.

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Abstract:

Les argiles soumises à une charge mécanique constante et à une lente élévation de température donnent lieu généralement à une contraction irréversible. Ce phénomène est interprété par une variation des limites d'élasticité avec la température appelée écrouissage thermique. Une formulation du comportement plastique compatible avec les principes de la thermodynamique montre que ces effets de la température en plasticité reposent sur un couplage particulier ou intervient la chaleur latente de transformation de l'état d'écrouissage du matériau. Une extension thermomécanique simple du modèle Cam Clay est proposée pour l'étude du comportement thermomécanique des argiles saturées. Une analyse d'essais de laboratoire déjà publiés illustre la pertinence de ces concepts. Des argiles issues de formations géologiques profondes susceptibles de recevoir un stockage de déchets radioactifs présentent un écrouissage thermique en laboratoire. Les conséquences pour un stockage sont évaluées par des modélisations et par des essais in situ menés dans un laboratoire souterrain. Les mesures faites autour d'une sonde chauffante révèlent l'importance des couplages thermohydromécaniques au sein d'un massif argileux. Les modélisations donnent une interprétation cohérente des mesures in situ. L'accent est mis sur les interactions entre les diverses phases d'un essai: excavation, reconsolidation du massif puis chauffage. Ces analyses montrent que l'écrouissage thermique se manifeste peu dans ces essais. En revanche, les couplages thermohydromécaniques de nature élastique sont nettement plus importants que ceux prévus d'après les essais triaxiaux classiques, ce que l'on attribue la raideur accrue de ce matériau lorsqu'il subit de très faibles déformations

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Sorieul, Stéphanie. "Étude des effets d'irradiation dans les montmorillonites. Application au stockage des déchets radioactifs." Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00662404.

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Abstract:

Les smectites sont des matériaux envisagés pour le stockage des déchets radioactifs en tant que barrière ouvragée et encaissant géologique en raison de leurs propriétés physiques et chimiques particulières. Dans ce contexte, il est important de connaître leur comportement sous irradiations afin de pouvoir estimer la sûreté et la durabilité de l'ouvrage de stockage. Pour cette étude, deux montmorillonites ont été choisies. L'une des argiles provient de la province de Liaoning, en Chine (CHI) et présente la particularité de contenir des défauts d'irradiation stables. La seconde smectite (notée MX) a été extraite de la bentonite de référence méthodologique MX-80 et purifiée à l'aide de différentes techniques chimiques. La spectroscopie par Résonance Paramagnétique Électronique (RPE) a permis d'identifier plusieurs défauts d'irradiations qui se différencient par leur stabilité thermique et leurs caractéristiques RPE. Tous ces défauts peuvent être décrit comme des trous localisés sur une orbitale d'un oxygène lié à un silicium dans le feuillet argileux. Leur concentration augmente avec la dose jusqu'à atteindre une valeur de saturation, mais des différences sont observées entre les deux échantillons. La production de défauts ponctuels est également sensible au type de rayonnements et à la composition de l'espace interfoliaire (nature du cation compensateur, quantité d'eau interfoliaire). L'utilisation conjuguée de la RPE et de la spectroscopie Mössbauer a permis de mettre en évidence deux effets d'irradiation sur le fer structural. La montmorillonite MX purifiée est oxydée alors que la montmorillonite de Chine et la montmorillonite MX non déferrifiée sont réduites. Les irradiations modifient également l'environnement du fer structural. L'intensité du changement d'état d'oxydation dépend du type de rayonnement et de la nature du cation interfoliaire. En revanche, l'influence de l'eau interfoliaire semble être secondaire. Enfin, une variation de la Capacité d'Échange Cationique en fonction de la teneur en fer trivalent a été enregistrée. L'amorphisation de la montmorillonite MX a également été étudiée en fonction de la température. Elle dépend du rayonnement et de la nature du cation interfoliaire. Une dépendance de la dose maximale d'amorphisation en fonction de la masse du cation a été mise en évidence pour l'irradiation avec des ions Krypton.

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Coulon, Hervé. "Propriétés physico-chimiques de sédiments argileux français : contribution au stockage de déchets radioactifs." Lille 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LIL10153.

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Abstract:

On définit les critères de choix des matériaux argileux français susceptibles d'être utilisés dans la fabrication de barrières ouvragées de voisinage pour le stockage souterrain de déchets radioactifs ; pour cela, on entreprend des études minéralogiques et chimiques complétées par des mesures de surface spécifique, d'aptitude à la compaction, des domaines de consistance et de conductivité thermique de différents argiles. Au vu de ces critères, on recherche les gisements français les plus adaptés. On étudie la stabilité à long terme des barrières de façon expérimentale : analyse d'échantillons issus d'une simulation de stockage, altération hydrothermale en autoclave

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Sorieul, Stéphanie. "Etude des dégâts d'irradiation dans les montmorillonites : application au stockage des déchets radioactifs." Paris 6, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00662404.

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Djouadi, Inès. "Prise en compte de l'anisotropie dans le comportement instantané des géomatériaux pour les calculs d'ouvrages souterrains." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0323.

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Abstract:

Dans le cadre de la gestion des déchets radioactifs dits de moyenne activité à vie longue et de haute activité, la France a fait le choix du stockage géologique profond dans une formation rocheuse située à l’est du bassin parisien, dans une zone tectoniquement stable. Cette formation d’argilites du Callovo-Oxfordien a été choisie pour ses propriétés de rétention des radionucléides puisqu’elle est très peu perméable. Un laboratoire de recherche souterrain a été construit à environ 500 mètres de profondeur afin d’étudier in-situ les propriétés de la roche. Il a été montré que l’argilite du Callovo-Oxfordien présente une anisotropie liée à sa formation géologique. L’objectif principal de cette thèse est de pouvoir reproduire le comportement mécanique anisotrope à l’aide d’un modèle de comportement élasto-plastique. Le modèle de comportement thermo-élasto-viscoplastique et isotrope nommé LKR est la résultante de tout le savoir-faire et l’expertise d’EDF en ce qui concerne le dimensionnement d’ouvrages souterrains. On cherche donc à appliquer une méthode de prise en compte de l’anisotropie structurelle caractérisant plusieurs types de géomatériaux dont l’argilite du Callovo-Oxfordien à ce modèle de comportement. Afin d’atteindre cet objectif, deux méthodes de prise en compte de l’anisotropie développées dans la littérature scientifique sont appliquées à un modèle de Drucker-Prager à écrouissage linéaire négatif et sont comparées. La première méthode consiste à introduire un tenseur de microstructure ou de fabrique permettant de définir les orientations préférentielles du matériau. La seconde méthode est l’approche par plan de faiblesse qui consiste à décrire le comportement anisotrope du matériau via deux mécanismes distincts, l’un décrivant le comportement de la matrice rocheuse isotrope et l’autre décrivant les plans de faiblesse. C’est par ce deuxième mécanisme que l’anisotropie est introduite. Ces deux applications ont été faites dans le logiciel libre de simulation en mécanique, Code Aster, développé par EDF et ont permis d’appréhender les difficultés numériques de chacune de ces méthodes, et de choisir l’approche la plus pertinente pour l’extension du modèle LKR. Ainsi, c’est la méthode avec le tenseur de fabrique qui est, dans notre cas, la plus adaptée. Elle a donc été appliquée au modèle LKR. Cette nouvelle extension au modèle permet de prendre en compte la dépendance à l’orientation du matériau des résistances en compression. Dans ces travaux, on se place dans le cadre de la mécanique des milieux continus. L’anisotropie est introduite seulement dans le mécanisme élasto-plastique du modèle de comportement LKR
Within the framework of radioactive waste management, for long-lived and high-level radioactive waste, France has chosen deep geological storage. This storage will be located in a rock formation, in the east of the basin Parisian, in a tectonically stable area. This Callovo-Oxfordian claystone formation was chosen for its radionuclides retention properties since it is not very permeable. An underground research laboratory was built 500 meters deep to study the properties of the rock in-situ. The Callovo-Oxfordian claystone has been shown to exhibit anisotropy related to its geological formation. The main objective of this PhD thesis is to reproduce anisotropic mechanical behaviour using an elasto-plastic constitutive model. The thermo-elasto-viscoplastic and isotropic behaviour model named LKR is the result of all EDF’s knowledge and expertise in the design of underground structures. Therefore, we seek to apply a method of taking into account structural or inherent anisotropy characterizing several types of geomaterials including Callovo-Oxfordian claystone to this LKR constitutive model. In order to achieve this objective, two methods of taking anisotropy into account and developed in the scientific literature are applied to a Drucker-Prager model with linear softening and then are compared to each other. The first method consists of introducing a microstructure or fabric tensor to define the preferential orientations of the material. The second method is the weakness plane approach which consists of describing the anisotropic behaviour of the material through two distinct mechanisms, one describing the behaviour of the isotropic rock matrix and the other describing the weakness planes. It is through this second mechanism that anisotropy is introduced. These two applications were made using the free mechanical simulation software, Code Aster, developed by EDF. This allowed to understand the numerical difficulties of each of these methods, and to choose the most relevant approach for the extension of the LKR model. Thus, it is the method with the fabric tensor which is, in our case, the most suitable. It was therefore applied to the LKR model. This new extension to the model enables the material orientation dependency of the compression strengths to be taken into account. In this work, the mechanics of continuous media are considered. Anisotropy is introduced only into the elasto-plastic mechanism of the LKR behaviour model

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Vuillod, Emmanuelle. "Modélisation thermo-hydro-mécanique de massifs rocheux fracturés : application au stockage de déchets radioactifs." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL072N.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet DECOVALEX (acronyme pour international co-operative project for the development of coupled models and their validation against experiments in nuclear waste isolation) de modélisations thermo-hydro-mécaniques de massifs rocheux fracturés dans lesquels on simule des stockages de déchets radioactifs de haute activité. Résolues analytiquement dans le cas d'un milieu continu (définition d'un milieu équivalent) ou numériquement si le milieu est discontinu (modélisation du comportement des joints), les lois mathématiques qui régissent le comportement du milieu influencent les résultats des modélisations. Les processus couplés THM s'avèrent très influents sur le comportement d'un modèle. Des modélisations avec le code UDEC montrent l'importance des couplages HM selon que les calculs sont menés en régime permanent ou transitoire et l'influence du chemin de chargement dans le cas de modélisations TM. La géométrie de la fracturation influence également le comportement du modèle. Étudier la connexité d'un réseau de fracturation permet de déterminer son degré d'homogénéité. La comparaison de deux méthodes, milieu continu et milieu discontinu, a été menée en déterminant le tenseur de perméabilité et les relations contraintes-déformations sur des éprouvettes fracturées. Elle a ainsi mis en évidence les différences de comportement d'un milieu homogénéisé et d'un milieu discret. Enfin, deux exercices de modélisation THM de sites de stockage de déchets radioactifs illustrent les recherches réalisées. Un modèle en champ lointain a permis de comparer les résultats obtenus par des codes de calculs de logiques différentes. Le second modèle, en champ proche, est davantage axé sur l'importance jouée par la fracturation sur le comportement du massif. La haute densité du réseau de référence a nécessité des développements mathématiques pour déterminer le volume équivalent représentatif (approches continues) et des analyses pour simplifier correctement le milieu (approches discontinues), qui sont ici presentés

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Huang, Yun. "Modélisation micromécanique du comportement différé des roches argileuses : application au stockage des déchets radioactifs." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10043/document.

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Abstract:

Dans le cadre des études de faisabilité du stockage des déchets radioactifs de haute activité et à vie longue en formation géologique profonde, nous sommes amenés à effectuer des modélisations des phénomènes de couplage THM à court et à long terme engendrés par l’excavation et le stockage. Grâce à sa faible perméabilité qui impose un transport par diffusion et sa capacité de rétention, les argilites du Callovo-Oxfordien ont été choisies comme potentielles barrières géologiques pour le stockage. Au vu de la complexité des phénomènes mises en jeu, la thèse se limitera à l’étude de son comportement mécanique à long terme, volet essentiel à l’étude des couplages précités. Pour la caractérisation du comportement différé des argilites, deux mécanismes de fluage sont envisagés: la déformation viscoplastique de la matrice argileuse et la propagation sub-critique de microfissures. Dans ce travail, les deux mécanismes de fluage sont étudiés respectivement. Comme les approches micromécaniques permettent de conduire à une meilleure description du comportement en relation avec les aspects microstructuraux de la roche et d'éviter ainsi le recours à une identification des paramètres pour chaque zone géomecanique, dans ce travail, nous avons mis en oeuvre une modélisation multi-échelle construite à partir des comportements des constituants et des données microstructurales de l'argilite
Claystones are extensively investigated in France in the framework of feasibility studies for geological repository of nuclear waste. Under the coordination of the French Agency for radioactive waste management (ANDRA), laboratory tests and numerical modeling have been performed for the characterization of thermo-hydromechanical properties of claystones. Due to the very long life of radioactive waste, the characterization of long term hydromechanical behaviors of claystones is a crucial issue. For this purpose, laboratory creep tests associated with microstructural analysis have been performed on claystones with different degrees of saturation. It is found that two main mechanisms are at the origin of macroscopic time dependent deformation. The first one is related to viscoplastic flow of clay matrix and the second one is due to subcritical propagation of microcracks in clay matrix. In this thesis, two creep mechanisms are studied respectively. As micromechanical approaches can lead to a better description of behavior in relation to the microstructure of the rock, in this work, we implemented a multi-scale model based on the behaviors of each component and microstructure of claystones

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Menard, Olivier. "Partage des terres rares et des actinides entre solution et produits d'altération du verrre nucléaire type R7T7 en fonction des conditions de stockage." Aix-Marseille 3, 1995. http://www.theses.fr/1995AIX30058.

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Abstract:

L'alteration par l'eau de verres nucleaires est susceptible d'induire un flux de relachement de radionucleides. La determination des cinetiques de relachement de ces elements ainsi que leurs formes chimiques aqueuse est essentielle a l'etablissement de la surete d'un site de stockage profond. Pour cela, nous avons realise des etudes de lixiviation d'un verre type eau legere (dit r7t7) inactif dope en u et th d'une part, et de deux verres type eau legere r7t7 dopes respectivement en 237np et 239pu d'autre part. Les solutions alterantes utilisees etaient de compositions representatives d'eaux profondes et contenaient des ions carbonates, sulfates, phosphates, fluor et chlore. Les flux en solution de u, th, np et pu ainsi que des terres rares la, ce et nd ont ete particulierement suivis par les methodes icp-ms et spectrometrie. Des examens au stem des surfaces des verres alteres inactifs ont egalement permis d'etablir les bilans du partage des tr, u et th entre la solution alterante et les produits d'alteration du verre. La mobilite de ces elements est fonction de deux mecanismes concurrents. D'une part, les terres rares et le thorium s'incorporent dans les produits d'alteration (gel). Le processus suppose de leur retention serait soit une chimisorption ou une coprecipitation, accentuee au niveau du gel par la presence d'ions phosphates par rapport aux autres ions. D'autre part, les actinides et terres rares sont complexes par les especes aqueuses presentes dans les solutions alterantes (principalement les anions). Ce phenomene est nettement plus marque pour u et np. La presence d'ions carbonates favorise de plus cette mobilite. Le plutonium possede un comportement distinct de u et np puisqu'il s'adsorbe essentiellement sur des colloides formes lors de la dissolution du verre, facteurs principaux gouvernant son evolution chimique en solution

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Coarita, Tintaya Ever-Dennys. "Modélisation du comportement élastoplastique anisotrope et endommageable des argilites : application au stockage des déchets radioactifs." Electronic Thesis or Diss., Université de Lorraine, 2020. http://www.theses.fr/2020LORR0245.

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Abstract:

Les formations argileuses profondes telles que celles du Callovo-Oxfordien (COx) sont une des options actuellement envisagées pour le stockage des déchets radioactifs en France par l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs. Les observations (déformation, pression interstitielle, …) menées à l’échelle des ouvrages in situ du laboratoire de recherche souterrain de Meuse/Haute-Marne ont, cependant, révélé un comportement hydromécanique complexe avec une fracturation induite fortement anisotrope que les modèles constitutifs classiques ont du mal à appréhender. Le travail de cette thèse s’est focalisé sur la formation des zones de fractures connectées et discrètes induites par l’excavation et leurs conséquences sur les propriétés de transports. Sur la base des résultats expérimentaux et des modèles rhéologiques récents pour cette roche, il a été proposé un modèle macroscopique anisotrope, élastoplastique et endommageable qui décrit les mécanismes clés du comportement à court terme (pré et post-pic) de l’argilite du COx. Ce modèle a été implémenté dans Comsol Multiphysics®. L’application du modèle proposé a été menée sur la galerie GCS du LS M/HM par de simulations hydromécaniques en conditions saturées. Les résultats numériques ont été confrontés avec succès aux observations et mesures in situ en termes, notamment, de distribution de pression de pore et d’extension de ZFC/ZFD (approchée par les zones plastiques en post-pic et pré-pic, respectivement) et de convergences horizontale et verticale. Enfin, le caractère opérationnel du modèle pour des applications de modélisation thermo-hydro-mécanique d’alvéoles HA (projet Cigéo) a été étudié sur une géométrie réduite à un micro-tunnel d’alvéoles
Deep clay formations such as Callovo-Oxfordian (COx) are one of the options currently being considered for the storage of radioactive waste disposal in France by the National Radioactive Waste Management Agency. Observations (deformation, pore pressure, ...) carried out on the scale of in situ structures at the Meuse/Haute-Marne underground research laboratory have, however, revealed complex hydromechanical behaviour with highly anisotropic induced fracturing that is difficult to capture and to reproduce using classical constitutive models. The work of this thesis focused on the formation of the connected fractured zone and discrete fractured zone induced by excavation and their consequences on transport properties. Based on experimental results and the recently developed rheological models of this rock, a macroscopic anisotropic, elastoplastic and damage constitutive model was proposed that describes the key mechanisms of the short-term (pre- and post-peak) behaviour of COx claystone. This model was implemented in Comsol Multiphysics®. The application of the proposed model was carried out on the GCS gallery of the LS M/HM by hydromechanical simulations under saturated conditions. The numerical results were successfully compared with in situ observations and measurements in terms of, in particular, pore pressure distribution, ZFC/ZFD extension (approached by the plastic zones in post-peak and pre-peak, respectively) and horizontal and vertical convergences. Finally, the operational character of the model for thermo-hydro-mechanical modelling applications of HA cells (Cigéo project) was investigated on a geometry reduced to a micro-tunnel of cells

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Nava, Romain. "Étude du cadre juridique relatif à la gestion des déchets radioactifs." Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM1034.

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Abstract:

Les déchets radioactifs sont apparus concomitamment à la découverte de la radioactivité artificielle et ont vu leur production s’accroitre significativement avec le développement de l’industrie nucléaire civile dans les années 1960. Toutefois, ce n’est que très récemment que le droit s’est saisi de l’épineuse question de leur gestion au travers de textes qui y sont consacrés. De la même manière que les déchets radioactifs sont gérés séparément selon leur activité et leur période radioactive, le cadre juridique relatif à la gestion des déchets radioactifs s’est naturellement dirigé vers une dichotomie temporelle. L’on distingue alors deux principaux corpus de normes, le premier encadre les déchets radioactifs dont les modes de gestion permettent de garantir immédiatement la sûreté des personnes et de l’environnement tandis que le second traite des déchets radioactifs pour lesquels la sûreté doit être garantie sur du long terme, dans la mesure où il n’existe pas à ce jour de solution de gestion définitive pour ces déchets. Ce travail a pour ambition de mettre en évidence en quoi les dispositions propres à chacun des deux corpus participent à la sûreté des personnes et de l’environnement et d’exposer les potentielles difficultés persistantes
Radioactive waste appeared simultaneously with the discovery of artificial radioactivity and saw their output is significantly increased with the development of the civil nuclear industry in the 1960s. Notwithstanding, it is only very recently that’s law has seized the difficult issue of their management through texts devoted to it.In the same way that radioactive waste is managed separately according to their activity and half-life, the legal framework for the management of radioactive waste has naturally led to a temporal dichotomy. Then we distinguish two main corpus of standards. The first-one supervises the radioactive waste whose management modes to immediately ensure the safety of people and the environment while the second-one deals with radioactive waste for which security must be guaranteed on long term, insofar as it does not exist to date definitive management solution for waste.This work aims to show how the specific provisions of each of the two bodies involved in the safety of people and the environment and expose potential persistent difficulties

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Bui, Trung Dung. "La simulation numérique du comportement thermo-hydro-mécanique dans les ouvrages de stockage de déchets radioactifs." Rennes, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISAR0015.

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Abstract:

Ce travail de thèse est une contribution à l’évaluation de la sûreté et de la durabilité d’un stockage des déchets radioactifs en formation géologique profonde. La durabilité des ouvrages de stockage doit être garantie sur une période des milliers d’années sous des sollicitations couplées: thermique, hydraulique, mécanique et chimique. Donc, la simulation numérique est envisageable. Des hypothèses simplificatrices sont proposées et ont fait l’objet d’établissement de modèles conceptuels phénoménologiques et numériques. Le modèle conceptuel phénoménologique concerne tout particulièrement la rhéologie des matériaux intervenants (l’argilite, l’argile gonflante, béton, acier). Le comportement de l’argilite de Bure a été considéré comme hypo-élastique associé à un endommagement anisotrope induit par les déformations en extension. A l’état saturé, la phase fluide est en interaction partielle avec la phase solide de l’argilite, caractérisée par un coefficient de Biot, qui évolue en fonction de l’endommagement. La bentonite est utilisée le modèle Catsius clay dans sa version simplifiée. La distribution des contraintes aux états non saturés utilise l’extension des contraintes effectives introduisant une pression homogénéisée (eau+gaz) appelée pression de pore. Une relation hyperbolique est proposée pour décrire cette pression de pore qui est fonction de la succion, de l’indice des vides et du coefficient de Biot. Le comportement des soutènements en béton a été considéré comme élastique décroissant avec le temps pour tenir de la dégradation chimique. Enfin la corrosion est modélisée en considérant que la pénétration des molécules d’eau est associée à un gonflement induit par ses produits de corrosion. Ainsi le modèle de gonflement est largement inspiré de celui des argiles gonflantesLe modèle conceptuel numérique traite de l’introduction spatio-temporelle des éléments volumiques constituants l’ouvrage. On a opté pour un maillage fixe et une évolution spatio-temporelle des propriétés hydromécaniques des matériaux. L’approximation numérique fait appel au code de calcul Cleo qui utilise la technique des éléments finis sur l’espace et celle des différences finis sur le temps. La résolution est réalisée avec la méthode itérative de Picard. Quelques exemples les plus significatifs des simulations numériques ont été présentés
This thesis is a contribution to the evaluation of safety and durability of radioactive waste storage in deep geological formation. The durability of the storage must be guaranteed over one period of the thousands years under coupled stress: thermics, hydraulics, mechanics and chemical. So, the numerical simulation is conceivable. Simplifying assumptions are proposed and were by subject of establishment of phenomenal and numerical conceptual models. The phenomenological conceptual model relates to the rheology of intervening materials particularly (argilite, expansive clay, concrete, steel). The behaviour of the Bure’s argilite was regarded as hypo-elastic associated with an anisotropic damage induced by the deformations in extension. In the saturated state, the liquid phase is in interaction partial with the solid phase of the argilite, characterized by a Biot coefficient, which develop according to the damage. The bentonite is used the model Catsius clay in its simplified version. The stress distribution in unsaturated states uses the extension of the effective stress by introducing a homogenized pressure (fluid+gas) called pore pressure. A hyperbolic relation is proposed to describe this pore pressure which is a function of suction, of void ratio and Biot coefficient. The behaviour of concrete was considered as decreasing rubber band with time to hold of chemical degradation. Finally corrosion is modelled by considering that the penetration of the water molecules is associated in swelling induced by its products of corrosion. Thus the swelling’s model is largely inspired by that of expansive clays. The numerical conceptual model treats an introduction of space-time of the constituent elements. We chose a fixed grid and a space-time evolution of the hydraulic properties of materials. The numerical approximation calls upon Cleo’s code which uses the finite element’s method on space and that of the finite differences over time. The resolution is carried out with the iterative method of Picard. Some most significant examples of the numerical simulations were presented

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Smidts, Olivier. "Analyse probabiliste du risque de stockage de déchets radioactifs par la méthode des arbres d'événements continus." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 1997. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/212182.

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Abstract:

Les études du risque du stockage de déchets radioactifs comprennent, comme toute étude du risque, un traitement de l'incertitude. L'outil de calcul du risque, appelé outil PRA (Probabilistic Risk Assessment), est formé d'un code de calcul d'écoulement des eaux souterraines et de transport de chaînes de radionucléides. Ce type d'outil est essentiel pour l'évaluation de performance de la barrière géologique. Le manque de connaissances au sujet de la variabilité (dans l'espace et le temps) des propriétés hydrogéologiques de cette barrière est la raison primaire de l'incertitude et des méthodes stochastiques ont été développées en hydrogéologie pour le traiter.

Dans cette thèse, l'analyse d'incertitude liée à la composition du milieu géologique est partagée entre l'écoulement et le transport de la manière suivante: a) une solution moyenne de l'écoulement est tout d'abord déterminée à l'aide d'un code basé sur la méthode des différences finies. Cette solution est ensuite soumise à une analyse de sensibilité. Cette analyse débouche sur la résolution d'un problème inverse afin d'améliorer l'estimation initiale des paramètres moyens d'écoulement; b) l'effet de la variation aléatoire de la vitesse d'écoulement est envisagé lors du transport des radionucléides. Le transport est résolu à l'aide d'une méthode Monte Carlo non analogue.

L'analyse de sensibilité du problème d'écoulement est réalisée à l'aide d'une méthode variationnelle. La méthode proposée a comme avantage celui de pouvoir quantifier l'incertitude de structure; c'est-à-dire l'incertitude liée à la géométrie du milieu géologique.

Une méthodologie Monte Carlo non analogue est utilisée pour le transport de chaînes de radionucléides en milieu stochastique. Les apports de cette méthodologie pour le calcul du risque reposent sur trois points:

1) L'utilisation d'une solution de transport simple (sous la forme d'une solution adjointe) dans les mécanismes de la simulation Monte Carlo. Cette solution de transport permet de résumer, entre deux positions successives du marcheur aléatoire, les processus chimicophysiques (advection, diffusion-dispersion, adsorption, désorption,) apparaissant à l'échelle microscopique. Elle rend possible des simulations efficaces de transport en accélérant les mécanismes de transition des marcheurs aléatoires dans le domaine géologique et dans le temps.

2) L'application de la méthode des arbres d'événements continus au transport de chaînes de radionucléides. Cette méthode permet d'envisager les transitions radioactives entre éléments d'une chaîne selon un même formalisme que celui qui prévaut pour les simulations de transport d'un radionucléide unique. Elle permet donc de passer du transport d'un radionucléide au transport d'une chaîne de radionucléides sans coûts supplémentaires en temps de calcul et avec un coût supplémentaire en mémoire limité.

3) L'application de techniques dites de "double randomization" au problème de transport de radionucléides dans un milieu géologique stochastique. Ces techniques permettent de combiner efficacement une simulation Monte Carlo de paramètres avec une simulation Monte Carlo de transport et ainsi d'inclure l'incertitude associée à la composition du milieu géologique explicitement dans le calcul du risque.

Il ressort de ce travail des perspectives prometteuses de développements ultérieurs de la méthodologie Monte Carlo non analogue pour le calcul du risque.

Doctorat en sciences appliquées
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Riffaud, Oana. "Réversibilité du stockage géologique des déchets radioactifs : la théorie des options réelles dans l'aide à la décision." Thesis, Nancy 2, 2011. http://www.theses.fr/2011NAN20009.

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Abstract:

En France, la Loi n° 2006-739 du 28 juin 2006 prévoit le stockage réversible profond pour les déchets de haute et moyenne activité à vie longue (HAVL et MAVL). La réversibilité est justifiée principalement par la nécessité de préserver une certaine capacité d'adaptation sur le long terme (au moins cent ans) dans un contexte marqué par de multiples incertitudes. La thèse proposée étudie comment l'approche par les options réelles peut être effectivement appliquée au cas d'un projet de stockage réversible des déchets radioactifs,en l'occurrence celui porté par l'Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs (ANDRA). Différents aspects de la prise de décision relative à ce projet de stockage sont traités à travers trois modèles d'options réelles. Chaque modèle développé met en regard un type d'option réelle : l'option d'échange, l'option d'extension et l'option d'apprentissage. Le premier modèle se concentre sur l'incertitude concernant la valeur d'un colis de déchets radioactifs et son influence sur les options d'échange entre différents niveaux de récupérabilité. Les résultats montrent qu'en raison de multiples options interdépendantes, la réalisation d'une option réelle antérieure (par exemple, fermer les galeries d'accès) peut modifier la valeur des options ultérieures en ce qui concerne la récupération des colis. Puisque les options pour passer à un niveau de récupérabilité plus ou moins aisée sont interdépendantes, elles doivent être évaluées simultanément. Dans le second modèle,l'accent est déplacé sur la construction et l'exploitation progressive du centre de stockage géologique. Le résultat du deuxième modèle montre qu'il peut y avoir une valeur associée au développement progressif de la capacité de stockage en raison de l'incertitude sur la demande de stockage. C'est précisément la valeur de l'option d'extension qui doit être calculée afin de déterminer s'il est économiquement avantageux d'augmenter la capacité de stockage. Le troisième modèle, plus conceptuel, constitue un essai d'ouverture vers de nouvelles voies de recherche sur la valeur de l'option d'apprentissage en présence d'information endogène. La valeur de l'option est analysée en intégrant deux sources d'apprentissages (par la pratique et par l'investissement en R&D)
In France, the Act n° 2006-739 of 28 June 2006 establishes the reversible geological disposal for intermediate and high-level waste (ILWand HLW). The reversibility is mainly justified by the need to preserve some ability to adapt over the long term (at least one hundred years) in a context of multiple uncertainties. The proposed thesis examines how the real options approach can be effectively applied to the French project of reversible geological disposal for the radioactive waste, developed by the National Agency for Radioactive Waste (ANDRA). Different aspects of decision making process are addressed through three real options models. Each model emphasizes a certain type of real option : the switching option, the extension option and the learning option. The first model focuses on the uncertainty about the value of a radioactive waste package and its influence on the switching options between different stages of retrievability. The results show that the reversible project of geological disposal involves a series of compound options (options on options) which may create follow-up opportunities and interactions. For example, realizing an earlier real option (such as closing the galleries of access) can change the value of future options for the retrieval of waste packages. Given these interactions between options, their value must be simultaneously determined. In the second model, the focus is moved to the construction of the geological repository. The result of the second model shows that there may be a value associated with the progressive development of the operating capacity due to the uncertainty on the demand for radioactive waste disposal. This is precisely the value of the extension option which must be calculated to determine whether it is economically advantageous to increase the capacity. The third model, more conceptual, is an attempt to open new avenues of research on the value of the learning option in the presence of endogenous information. The option value is analyzed by integrating two sources of learning (Learning by doing and R & D)

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Leite, de Souza Moreira Rebecca. "Etude électrochimique des mécanismes de la biocorrosion à l'interface de l’acier au carbone en présence de bactéries ferri-réductrices et hydrogénotrophes dans le contexte de stockage des déchets nucléaires." Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066365.

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Abstract:

La sûreté du stockage de déchets nucléaires est un sujet de préoccupation majeure. Il est prévu de stocker les déchets de haute activité pendant des millions d’années dans des conteneurs métalliques enfouis dans des formations argileuses à une profondeur de 500 m. La resaturation du milieu va entraîner l’arrivée d’eau au contact du colis provoquant la corrosion des matériaux métalliques en milieu anoxique, avec production d’hydrogène et de produits de corrosion comme des oxydes de fer III. Cette production d’hydrogène représentera une nouvelle source énergétique pour le développement bactérien. La croissance des biofilms bactériennes dans l’environnement des conteneurs en acier carbone pourrait contribuer à la biocorrosion. L’objectif de cette étude était de caractériser les interfaces électrochimiques afin de comprendre les mécanismes de la biocorrosion de l’acier au carbone mis en jeu en présence de Shewanella oneideinsis, une bactérie ferri-réductrice et hydrogénotrophe. Pendant cette étude les oxydes de fer III et l’hydrogène formés à partir de la corrosion anaérobie ont été utilisés comme donneur et accepteur d’électrons respectivement pour le métabolisme bactérien. Le taux de consommation d’hydrogène a été estimé à l’aide de la technique de microscopie électrochimique à balayage. Enfin, l’influence de la génération locale d’hydrogène a été évaluée par chronoampérométrie. Finalement, le mécanisme de la corrosion généralisée a été mis en évidence à partir des techniques d’impédance globale et locale
The safety of deep geological repository for nuclear waste is a very important and topical matter especially for the nuclear industry. Such as nuclear fuel the high-level waste has to be stored for time frames of millions of years in metallic containers. Typically these containers should be placed in deep geological clay formations. Corrosion processes, will take place after the resaturation of the geological medium and under the prevalent anoxic conditions lead to the generation of hydrogen. The particular environment of geological repositories does not provide much biodegradable substances. This is the reason that hydrogen represents a suitable energy source for hydrogenotrophic bacteria. Thereby formed bacterial biofilms on the containers may contribute to a process of fast decay of the steel, the so called biocorrosion. The aim of this study is to characterize the electrochemical interfaces in order to obtain the mechanisms of biocorrosion of carbon steels in presence of iron-reducing and hydrogenotrophic bacterium Shewanella oneideinsis. The products of corrosion processes, namely hydrogen and iron (III) oxides are used as electron donor and acceptor, respectively. The amount of hydrogen consumed by Shewanella could be estimated with 10-4 mol s-1 using SECM. The influence of the local hydrogen generation was evaluated via chronoamperometry. When hydrogen was locally generated above a carbon steel substrate an accelerated corrosion process can be observed. Using LEIS, the mechanism of the generalised corrosion process was shown

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Truche, Laurent. "Transformations minéralogiques et géochimiques induites par la présence d'hydrogène dans un site de stockage de déchets radioactifs." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00439788.

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Abstract:

L'objectif de cette étude est d'évaluer la réactivité abiotique de l'hydrogène dans un site de stockage géologique de déchets radioactifs en formation argileuse. Nous montrons que l'hydrogène est un agent réducteur pouvant être impliqué dans des réactions d'oxydoréductions sous contrôle cinétique avec certaines espèces oxydées de la formation hôte du stockage. Le système soufre apparait tout particulièrement réactif vis-à-vis de la perturbation redox induite par la présence d'hydrogène, sa déstabilisation se traduit notamment par une importante production de sulfure. Notre étude expérimentale sur la réduction des sulfates par l'hydrogène montre que cette réaction ne peut pas être à l'origine de cette production de sulfure. En effet les temps de demi-vie pour les sulfates sont de l'ordre de 200.000 ans à 90°C et l'énergie d'activation de la réaction est très élevée (131 kJ/mol). Par contre, la pyrite est un oxydant potentiel pour l'hydrogène. Nous montrons que cette dernière réaction est possible sur de courtes périodes de temps dés 90°C. A des pH légèrement alcalins tels que ceux de l'eau porale d'une formation argileuse formation et des températures comprises entre 90 et 180°C, cette réaction conduit à la précipitation de pyrrhotite et à la production d'H2S. Nous proposons une loi de vitesse pour cette réaction pouvant être intégrée dans des simulations numériques évaluant la sûreté du stockage à long terme.

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Nguyen, Xuan Phu. "Étude du comportement chimico-hydro-mécanique des argiles raides dans le contexte du stockage de déchets radioactifs." Phd thesis, Université Paris-Est, 2013. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00861166.

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Abstract:

La présente étude vise à comprendre le comportement chimico-hydro-mécanique des argiles raides à travers deux formations géologiques, l'argile de Boom et les argiles yprésiennes, qui sont censées être des formations hôtes potentielles pour le stockage de déchets radioactifs en Belgique. Le comportement volumique a été étudié tant à l'état intact qu'à l'état reconstitué, et sous différentes conditions : K0 et isotrope, sous des boucles de chargement - déchargement. Les résultats obtenus montrent que le comportement volumique de ces argiles est gouverné par la compétition entre l'effet physico-chimique et l'effet mécanique, caractérisée par une contrainte seuil qui correspond à la contrainte de gonflement en termes de changements de structure. Une loi de comportement volumique a été ainsi développée afin de décrire cet aspect. La perméabilité a été déterminée, comparée avec les résultats dans la littérature et corrélée avec les paramètres comme l'indice des vides. La variation de la perméabilité avec la profondeur ont mis en évidence le rôle déterminant des macro-pores dans le transfert des fluides. Le comportement volumique et la perméabilité des argiles de Boom et yprésiennes intactes sont aussi influencés par la variation de la composition chimique de l'eau de pore, qui modifie la double couche diffuse et favorise l'agrégation des particules argileuses. Les caractéristiques élastiques, la surface de charge et l'enveloppe de rupture ont été identifiées pour le comportement déviatorique des argiles de Boom et yprésiennes. Un modèle élasto-plastique conceptuel a été développé permettant de tenir compte des effets du gonflement et de la compétition entre l'effet mécanique et l'effet physico-chimique

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Jia, Yun. "Contribution à la modélisation thermo-hydro-mécanique des roches partiellement saturées : application au stockage des déchets radioactifs." Lille 1, 2006. https://ori-nuxeo.univ-lille1.fr/nuxeo/site/esupversions/bf9141e8-50b7-4681-a346-3bfb1c214d7c.

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Abstract:

Dans ce travail, nous présentons la modélisation thermo-hydro-mécanique des roches partiellement saturées, particulièrement l'application dans le cadre du projet de stockage de déchets radioactifs. En France, un laboratoire souterrain de recherche est en cours de construction dans une roche argileuse (l' argilite de Meuse Haute Marne). Les observations expérimentales ont mise en évidence deux mécanismes importants : d'une part des déformations plastiques importantes et d'autre part une évolution des caractéristiques élastiques liée à un endommagement. De plus, le comportement du matériau est fortement influencé par sa teneur en eau. En ce basant sur les résultats expérimentaux, nous proposons un modèle élastoplastique couplé à l'endommagement isotrope pour les roches partiellement saturées. De plus, les déformations viscoplastiques ont également été incorporées dans le modèle proposé. Un modèle unifié est alors proposé pour les roches partiellement saturées. Pour valider le modèle, plusieurs simulations ont été effectuées. Dans un premier temps une validation sur essai homogène pour diverses conditions et chemins de contraintes et différents degrés de saturation en eau, est réalisée. Puis une validation plus poussée de ce modèle à été réalisée dans le cadre d'applications à différentes expérimentations in situ (l'expérimentation hydro-mécanique MODEX-REP et thermo-hydro-mécanique HE-D). Dans le cadre de ces expérimentations les roches sont soumises à des sollicitations d'origines diverses et fortement couplées. Une bonne concordance est obtenue entre mesures in situ et résultats numériques permettant une validation du modèle proposé.

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Vinkler, Fabrice. "Couplages hydromécaniques dans les massifs rocheux : du stockage de déchets radioactifs à la stabilité des mines abandonnées." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1999. http://www.theses.fr/1999INPL099N.

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Abstract:

La complexité des interactions hydromécaniques, détaillée et commentée, est illustrée à travers deux problématiques très actuelles: Le creusement d'une galerie dans un massif destiné au stockage de déchets radioactifs L'impact des variations de contraintes sur des écoulements fortement chenalisés à Stripa (Suède) est analysé grâce à un nouveau logiciel hydromécanique. Ses limitations (influence de la pression hydraulique sur les contraintes négligée, maillage insuffisamment précis, problèmes numériques) ont empêché une étude détaillée du phénomène. De plus, une comparaison avec les résultats expérimentaux et avec des études purement hydrauliques montre que d'autres couplages doivent être considérés (dégazage de l'eau souterraine. . . ). Le logiciel, encore expérimental, mérite d'être amélioré. La remontée des eaux dans les mines suite à leur abandon Nous avons analysé la stabilité à long terme des différents types d'excavations souterraines, que dégradent la hausse de la pression hydraulique, le gonflement des terrains argileux et la réduction des propriétés mécaniques des roches suite à leur resaturation et au fluage. Les éventuelles faibles reprises d'affaissement à l'aplomb d'exploitations totales sont sans danger. Dans les tailles pentées remblayées, un débourrage des remblais serait exceptionnel, et avec des conséquences en surface quasi-nulles. A l'inverse, les piliers et le toit peuvent céder dans les exploitations partielles et les galeries à faible profondeur. Après les formulations classiques de calcul, nous montrons l'apport de la modélisation. Dans le bassin ferrifère lorrain, siège d'affaissements durant la remontée des eaux, nous avons étudié une mine par chambres et piliers, afin de prévoir l'extension des zones en rupture selon plusieurs modalités de géométrie. Si la stabilité est ici confirmée, une caractérisation plus précise du comportement hydromécanique à long terme des terrains est à prévoir dans des configurations minières plus critiques.

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Boulin, Pierre. "Expérimentation et modélisation du transfert d'hydrogène à travers des argiles de centre de stockage de déchets radioactifs." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0086.

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Abstract:

Des gaz vont être générés par corrosion des conteneurs de déchets radioactifs au niveau d'un stockage en couche géologique profonde. Une bulle de gaz se crée et monte en pression. Si le gaz pénètre difficilement la formation géologique, l'augmentation de pression pourra la fissurer et créer des chemins préférentiels à la migration de radionucléides. Les argilites du Callovo-Oxfordien sont ici caractérisées. Un dispositif permettant de mesurer de très faibles perméabilités à l'hydrogène/hélium a été utilisé couplé au Dusty Gas Model. Les argilites proches de la saturation ont une porosité accessible au gaz inférieure à 1% voire 0,1% de la porosité totale. A partir de l'étude de l'effet Knudsen cette porosité pourrait être due à des pores de 50 à 200 nm de diamètre mis en évidence lors de la caractérisation des réseaux. En intégrant ces résultats dans un modèle opérationnel de l'ANDRA, la pression maximale atteinte au sein d'une alvéole de stockage serait de 83 bar
Gases will be generated by corrosion of high radioactive waste containers in deep geological repositories. A gas phase will be generated. Gas pressure will build up and penetrated the geological formation. If gases do not penetrate the geological barrier efficiently, the pressure build up may create a risk of fracturation and of creation of preferential pathways for radionuclide migration. The present work focuses on Callovo-Oxfordian argillites characterisation. An experiment, designed to measure very low permeabilities, was used with hydrogen/helium and analysed using the Dusty Gas Model. Argillites close to saturation have an accessible porosity to gas transfer that is lower than 0,1% to 1% of the porosity. Analysis of the Knudsen effect suggests that this accessible network should be made of 50 nm to 200 nm diameter pores. The permeabilities values were integrated to an ANDRA operating model. The model showed that the maximum pressure expected near the repository would be 83 bar

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El, Bitouri Youssef. "Modélisation chemo-mécanique du béton bas-pH : application au calcul des structures de stockage des déchets radioactifs." Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2598/.

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Abstract:

L'objectif de ce travail de thèse était de concevoir un outil complémentaire permettant de simuler l'évolution chimique des liants bas-pH employés dans les structures de stockage des déchets radioactifs. Cet outil est constitué d'un modèle d'hydratation phénomènologique précédemment développé et d'un modèle d'évolution chimique complémentaire. Le premier modèle est utilisé à court-terme. Il permet de prédire le développement de l'hydratation au jeune âge et ses conséquences. Mais compte-tenu que ce modèle a été développé pour des applications au jeune âge, il est basé sur une stoechiométrie fixe des hydrates créés et ne permet pas de prendre en compte les spécificités des liants bas-pH(évolution chimique à long-terme par réaction de la silice résiduelle). Ainsi, un modèle d'évolution chimique adapté pour prédire l'évolution chimique à long-terme est proposé. Ce modèle " long-terme " est basé sur une stoechiométrie évolutive des hydrates. Pour cela, il utilise l'équation de conservation de la masse calcium, qui permet de décrire les échanges de calcium entre les différents hydrates et anhydres. Cette équation intègre les cinétiques d'échanges qui sont fonction de l'écart à l'équilibre thermodynamique, de la microstructure et de la température. Enfin, un couplage de l'évolution chimique et l'évolution des propriétés mécanique a été effectué dans le but de simuler le comportement mécanique de la structure de stockage des déchets radioactifs
The purpose of this work concerns to design a complementary tool to simulate the chemical evolution of low-pH cements used in radioactive waste storage. This tool consists of a phenomenological hydration model previously developed and a complementary chemical evolution model. The first model is used for short-term. It can predict the development of hydration at early age and its consequences. But taking into account that this model has been developed for applications at a young age, it is based on a fixed stoichiometry of hydrates and does not take into account the specificities of low-pH cements (chemical evolution at the long-term by reaction of residual silica). Thus, a chemical evolution model at the long-term is proposed. This model is based on a variable stoichiometry of hydrates. For this, it uses the calcium mass balance for describing calcium exchange between the various hydrates and anhydrous. This equation includes the kinetics of exchanges which are based on the difference in the thermodynamic equilibrium, of the microstructure and temperature. Finally, a coupling with mechanical properties evolution was performed to simulate the mechanical behavior of the radioactive waste storage facility

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Boulin, Pierre. "Expérimentation et Modélisation du Transfert d'hydrogène à travers des argiles de centre de stockage de déchets radioactifs." Phd thesis, Grenoble INPG, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00331826.

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Abstract:

Des gaz vont être générés par corrosion des conteneurs de déchets radioactifs au niveau d'un stockage en couche géologique profonde. Une bulle de gaz se crée et monte en pression. Si le gaz pénètre difficilement la formation géologique, l'augmentation de pression pourra la fissurer et créer des chemins préférentiels à la migration de radionucléides. Les argilites du Callovo-Oxfordien sont ici caractérisées. Un dispositif permettant de mesurer de très faibles perméabilités à l'hydrogène/hélium a été utilisé couplé au Dusty Gas Model. Les argilites proches de la saturation ont une porosité accessible au gaz inférieure à 1% voire 0,1% de la porosité totale. A partir de l'étude de l'effet Knudsen cette porosité pourrait être due à des pores de 50 à 200 nm de diamètre mis en évidence lors de la caractérisation des réseaux. En intégrant ces résultats dans un modèle opérationnel de l'ANDRA, la pression maximale atteinte au sein d'une alvéole de stockage serait de 83 bar.

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Kleine, Alexandra. "Modélisation numérique du comportement des ouvrages souterrains par une approche viscoplastique." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2007. http://www.theses.fr/2007INPL083N/document.

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Abstract:

La nature est complexe et c’est en toute modestie que les ingénieurs doivent chercher à prédire le comportement des ouvrages dans le sous-sol. La réalisation de projets industriels dans le domaine souterrain, à forts enjeux économiques et sociaux (traversées alpines, stockage de déchets nucléaires), nécessite d’évoluer vers une meilleure compréhension des mécanismes comportementaux des ouvrages à concevoir. Cette amélioration passe par une meilleure représentativité physique des mécanismes macroscopiques et par la mise à disposition d’outils de prédiction adaptés aux attentes et aux besoins des ingénieurs. Les outils de calculs développés dans ce travail s’inscrivent dans cette volonté de rapprocher les attentes de l’industrie et les connaissances liées à la rhéologie des géomatériaux. Ces développements ont ainsi débouché sur la proposition d’un modèle de comportement mécanique, adapté aux roches peu fissurées et assimilables à des milieux continus, intégrant, en particulier, l’effet du temps. Fil conducteur de cette étude, la problématique du sujet de thèse concerne précisément la prise en compte du comportement différé des massifs rocheux dans les modélisations et ses conséquences sur les ouvrages souterrains.Fondé sur des concepts physiques de référence, définis à différentes échelles (macro/méso/micro), le modèle rhéologique développé est transcrit dans un formalisme mathématique dans le but d’être mis en oeuvre numériquement.Les applications numériques proposées s’inscrivent principalement dans le contexte du stockage des déchets radioactifs. Elles concernent deux configurations d’ouvrages rigoureusement différentes : l’excavation du laboratoire souterrain canadien de l’AECL, dans le granite du Lac du Bonnet et le creusement de la galerie GMR du laboratoire de Bure (Meuse/Haute-Marne) dans l’argilite de l’Est. Dans les deux cas, l’utilisation du modèle a permis de mettre en évidence l’apport de la prise en compte du comportement différé sur la représentativité des prédictions numériques du comportement à court, moyen et long termes des ouvrages souterrains
Nature is complex and must be approached in total modesty by engineers seeking to predict the behavior of underground openings. The engineering of industrial projects in underground situations, with high economic and social stakes (Alpine mountain crossings, nuclear waste repository), mean striving to gain better understanding of the behavioral mechanisms of the openings to be designed. This improvement necessarily involves better physical representativeness of macroscopic mechanisms and the provision of prediction tools suited to the expectations and needs of the engineers. The calculation tools developed in this work is in step with this concern for satisfying industrial needs and developing knowledges related to the rheology of geomaterials. These developments led to the proposing of a mechanical constitutive model, suited to lightly fissured rocks, comparable to continuous media, while integrating more particularly the effect of time.Thread of this study, the problematics ensued from the subject of the thesis is precisely about the rock mass delayed behavior in numerical modeling and its consequences on underground openings design.Based on physical concepts of reference, defined in several scales (macro/meso/micro), the developed constitutive model is translated in a mathematical formalism in order to be numerically implemented.Numerical applications presented as illustrations fall mainly within the framework of nuclear waste repository problems. They concern two very different configurations of underground openings: the AECL’s underground canadian laboratory, excavated in the Lac du Bonnet granite, and the GMR gallery of Bure’s laboratory (Meuse/Haute-Marne), dug in argillaceous rock.In this two cases, this constitutive model use highlights the gains to be obtained from allowing for delayed behavior regarding the accuracy of numerical tunnel behavior predictions in the short, medium and long terms

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Djouadi, Inès. "Prise en compte de l'anisotropie dans le comportement instantané des géomatériaux pour les calculs d'ouvrages souterrains." Thesis, Université de Lorraine, 2018. http://www.theses.fr/2018LORR0323/document.

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Abstract:

Dans le cadre de la gestion des déchets radioactifs dits de moyenne activité à vie longue et de haute activité, la France a fait le choix du stockage géologique profond dans une formation rocheuse située à l’est du bassin parisien, dans une zone tectoniquement stable. Cette formation d’argilites du Callovo-Oxfordien a été choisie pour ses propriétés de rétention des radionucléides puisqu’elle est très peu perméable. Un laboratoire de recherche souterrain a été construit à environ 500 mètres de profondeur afin d’étudier in-situ les propriétés de la roche. Il a été montré que l’argilite du Callovo-Oxfordien présente une anisotropie liée à sa formation géologique. L’objectif principal de cette thèse est de pouvoir reproduire le comportement mécanique anisotrope à l’aide d’un modèle de comportement élasto-plastique. Le modèle de comportement thermo-élasto-viscoplastique et isotrope nommé LKR est la résultante de tout le savoir-faire et l’expertise d’EDF en ce qui concerne le dimensionnement d’ouvrages souterrains. On cherche donc à appliquer une méthode de prise en compte de l’anisotropie structurelle caractérisant plusieurs types de géomatériaux dont l’argilite du Callovo-Oxfordien à ce modèle de comportement. Afin d’atteindre cet objectif, deux méthodes de prise en compte de l’anisotropie développées dans la littérature scientifique sont appliquées à un modèle de Drucker-Prager à écrouissage linéaire négatif et sont comparées. La première méthode consiste à introduire un tenseur de microstructure ou de fabrique permettant de définir les orientations préférentielles du matériau. La seconde méthode est l’approche par plan de faiblesse qui consiste à décrire le comportement anisotrope du matériau via deux mécanismes distincts, l’un décrivant le comportement de la matrice rocheuse isotrope et l’autre décrivant les plans de faiblesse. C’est par ce deuxième mécanisme que l’anisotropie est introduite. Ces deux applications ont été faites dans le logiciel libre de simulation en mécanique, Code Aster, développé par EDF et ont permis d’appréhender les difficultés numériques de chacune de ces méthodes, et de choisir l’approche la plus pertinente pour l’extension du modèle LKR. Ainsi, c’est la méthode avec le tenseur de fabrique qui est, dans notre cas, la plus adaptée. Elle a donc été appliquée au modèle LKR. Cette nouvelle extension au modèle permet de prendre en compte la dépendance à l’orientation du matériau des résistances en compression. Dans ces travaux, on se place dans le cadre de la mécanique des milieux continus. L’anisotropie est introduite seulement dans le mécanisme élasto-plastique du modèle de comportement LKR
Within the framework of radioactive waste management, for long-lived and high-level radioactive waste, France has chosen deep geological storage. This storage will be located in a rock formation, in the east of the basin Parisian, in a tectonically stable area. This Callovo-Oxfordian claystone formation was chosen for its radionuclides retention properties since it is not very permeable. An underground research laboratory was built 500 meters deep to study the properties of the rock in-situ. The Callovo-Oxfordian claystone has been shown to exhibit anisotropy related to its geological formation. The main objective of this PhD thesis is to reproduce anisotropic mechanical behaviour using an elasto-plastic constitutive model. The thermo-elasto-viscoplastic and isotropic behaviour model named LKR is the result of all EDF’s knowledge and expertise in the design of underground structures. Therefore, we seek to apply a method of taking into account structural or inherent anisotropy characterizing several types of geomaterials including Callovo-Oxfordian claystone to this LKR constitutive model. In order to achieve this objective, two methods of taking anisotropy into account and developed in the scientific literature are applied to a Drucker-Prager model with linear softening and then are compared to each other. The first method consists of introducing a microstructure or fabric tensor to define the preferential orientations of the material. The second method is the weakness plane approach which consists of describing the anisotropic behaviour of the material through two distinct mechanisms, one describing the behaviour of the isotropic rock matrix and the other describing the weakness planes. It is through this second mechanism that anisotropy is introduced. These two applications were made using the free mechanical simulation software, Code Aster, developed by EDF. This allowed to understand the numerical difficulties of each of these methods, and to choose the most relevant approach for the extension of the LKR model. Thus, it is the method with the fabric tensor which is, in our case, the most suitable. It was therefore applied to the LKR model. This new extension to the model enables the material orientation dependency of the compression strengths to be taken into account. In this work, the mechanics of continuous media are considered. Anisotropy is introduced only into the elasto-plastic mechanism of the LKR behaviour model

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Brossard, Flavien. "Etude de la migration de l'iode dans la zircone : application au stockage des coques." Lyon 1, 1999. http://www.theses.fr/1999LYO10217.

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Abstract:

Cette etude a ete effectuee en partenariat avec l'andra dans la perspective du stockage a long terme des coques. Ce travail de these a ete centre sur l'etude des proprietes de retention de l'iode dans la zircone et la determination de donnees thermodynamiques qui permettent une extrapolation aux conditions de stockage des resultats obtenus a des temperatures relativement elevees. L'iode stable et radioactif sont introduits par implantation ionique dans du zirconium oxyde a l'air. Les evolutions des profils de distribution et de la perte d'iode sont determinees apres recuit sous flux d'air, par une technique d'analyse par faisceau d'ions et par spectroscopie. Le materiau est aussi caracterise par microscopie electronique a balayage, diffraction x en incidence rasante et par la mesure de la cinetique d'oxydation. Nous avons distingue deux phases dans le relachement de l'iode lors des recuits : une phase rapide liee aux degats d'irradiation ; une phase lente liee a l'evolution de la structure du materiau lors des recuits. Ainsi, dans la phase lente, deux coefficients de diffusion differents ont ete determines, l'un dans la zircone compacte et l'autre dans la zircone poreuse.

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Melkior, Thierry. "Etude méthodologique de la diffusion de cations interagissant dans des argiles : application : mise en œuvre expérimentale et modélisation du couplage chimie-diffusion d'alcalins dans une bentonite synthétique." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1999. http://www.theses.fr/1999ECAP0652.

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Abstract:

Ce travail entre dans le cadre du projet de stockage souterrain de déchets radioactifs. Il concerne l'étude de la migration de radionucléides à travers des argiles. Le phénomène de transport considéré comme majoritaire dans ces matériaux étant la diffusion, des expériences de diffusion sont menées pour caractériser le transfert de radioéléments. La durée de ces essais est particulièrement longue, lorsque les espèces considérées présentent des affinités chimiques importantes avec le matériau. Une solution alternative consiste à estimer d'une part les propriétés de diffusion à l'aide de mesures effectuées avec un traceur de l'eau (espèce non réactive), les interactions chimiques étant d'autre part déduites d'expériences réalisées en tubes à essais. Ces données sont alors utilisées pour simuler le transfert de ces éléments à l'aide d'outils numériques permettant de traiter le couplage chimie-diffusion. L'objectif de cette thèse est de tester la validité d'une telle approche, en comparant les simulations aux résultats d'expériences de diffusion réalisées avec des espèces inter agissantes. Le sujet est envisagé dans le cas du transfert de césium, lithium et sodium à travers une bentonite sodique. Les expériences de diffusion sont réalisées par la technique de la through-diffusion. La comparaison entre l'expérience et le modèle montre que la méthodologie proposée tend à sous-estimer la propagation des espèces considérées. Les écarts pourraient être dus à la présence de diffusion surfacique et à la diminution de l'accessibilité aux sites de fixation entre les suspensions d'argile en tubes à essais d'une part et les échantillons compactes d'autre part. Par ailleurs, une étude de l'influence des dispositifs expérimentaux utilisés pour réaliser les essais de diffusion sur les mesures a montré qu'ils doivent être pris en compte lors de l'interprétation des données expérimentales. Un modèle spécifique a donc été développé à l'aide du code de calcul CASTEM 2000

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Dridi, Wissem. "Couplage entre corrosion et comportement diphasique dans un milieu poreux : Application à l'évolution d'un stockage des déchets radioactifs." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00001422.

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Abstract:

Dans les concepts actuels de stockage des déchets radioactifs en formations géologiques, le conteneur métallique emballant les colis se retrouvera en contact d'un milieu argileux totalement ou partiellement saturé. Après consommation totale de l'oxygène piégée, la corrosion du conteneur entame une phase anoxique en produisant de l'hydrogène. Dans la logique d'une évaluation des performances du stockage, deux problématiques essentielles sont abordées par la présente étude: la prédiction de la cinétique de corrosion anoxique à long terme en fonction de l'état hydrique de l'argile de voisinage et l'évaluation du risque d'endommagement hydro-mécanique de l'argile lié à la production d'hydrogène. Les mécanismes qui contrôlent la cinétique de la corrosion se limitent à la croissance de la couche d'oxyde et au transport à travers la porosité de ce film. Une description macroscopique de ces mécanismes couplée avec une loi d'interface a permis de proposer un modèle mécanistique de la corrosion anoxique dans un milieu poreux non saturé. Cette démarche est validée à partir des essais réalisés dans des argiles saturées sur une durée décennale. La validation est ensuite étendue vers les argiles partiellement saturées à partir des essais réalisés en laboratoire. Ces derniers ont confirmé la croissance de la vitesse de corrosion anoxique avec l'humidité relative comme dans le cas de la corrosion aérée ou atmosphérique. Concernant la problématique gaz, des simulations de l'essai oedométrique et triaxial MEGAS sont menées moyennant des choix ciblés sur les paramètres de transport dans l'argile. Une évaluation de l'impact de la corrosion est ensuite appliquée à un concept de stockage géologique. La maîtrise du terme source gaz a permis de minimiser le risque de surpressions gazeuses, de désaturation locale et des déformations mécaniques à long terme.

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Rubaszewski, Julie. "Optimisation de la conception du stockage de déchets radioactifs HA-MAVL à l’aide de la gestion de flux." Thesis, Troyes, 2013. http://www.theses.fr/2013TROY0024/document.

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Abstract:

Ce projet de recherche s’inscrit dans un partenariat entre l’ANDRA (Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs) et le LOSI de l’Institut Charles Delaunay (STMR UMR CNRS), UTT.La thèse vise à dimensionner les ouvrages de stockage vis-à-vis des divers flux industriels. Les flux concernés sont de nature variée et cela constitue l’une des caractéristiques du stockage. Les ouvrages doivent en effet être conçus pour permettre un développement progressif, à l’origine d’une coexistence de flux nucléaires (les colis de déchets nucléaires et les flux associés, telle la ventilation nucléaire) et de flux de chantiers conventionnels. Le dimensionnement des flux et la conception des ouvrages pour autoriser ces flux se trouvent donc au cœur du processus de conception du stockage.La problématique de notre partenaire industriel porte sur la conception de réseau (appelé flow path design). Notre contribution est dédiée au développement de modèles de flow path design avec de nouvelles contraintes ainsi qu’au développement de méthodes. Les extensions au modèle de base prennent en compte une flotte hétérogène, des segments interdits d’accès à certains véhicules et des coûts de construction. Différentes méthodes d'optimisation approchées ont aussi été développées et testées. Il s’agit de métaheuristiques basées sur les recherches locales, l’algorithme de colonies de fourmis ainsi que l’algorithme des abeilles. L’efficacité des méthodes est prouvée grâce à des tests sur des instances de la littérature et l’application au cas réel est faite par simulation
This research project is part of a partnership between ANDRA (National Agency for Radioactive Waste Management) and the LOSI, Institut Charles Delaunay (TSR UMR CNRS), UTT.The thesis aims to design the storage structures for various industrial flows. Flows involved are varied in nature and it is one of the characteristics of the storage. The works must be designed to effect a gradual development, from a "coactivity", that is to say, a coexistence of nuclear flux (the nuclear waste packages and the associated flow, such nuclear ventilation) and conventional flow sites. The design flow and the design of structures to allow these flows are therefore at the heart of the design process of storage.The problem of our industrial partner focuses on flow path design. Our contribution is dedicated to the development of models of flow path design with new constraints and the development of methods. Extensions to the basic model takes into account different type of vehicle, not allowed some segments and taking into account construction costs. Different optimization methods have also been developed and tested. Metaheuristics are based on local search, the ant colony algorithm and the algorithm of bees. Efficiency of methods is demonstrated through tests on literature benchmarks and application to the real case is done by simulation

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Kharkhour, Hanan. "Modélisation des couplages thermo-hydro-mécaniques et de l'endommagement des roches viscoplastiques dans le contexte du stockage de déchets radioactifs." Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP1196.

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Tran, Trung Duc. "Modélisation hydro-mécanique avec prise en compte de la production d’hydrogène dans les ouvrages de stockage des déchets radioactifs." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10168.

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Abstract:

La première partie de ce travail concerne l’évaluation d’une pression d’hydrogène gazeuse produite par les alvéoles HA transitant par les interfaces jusqu’aux scellements de galerie. En effet, les calculs réalisés sans prise en compte des interfaces montrent, que le transfert de l’hydrogène se fait principalement par diffusion de l’hydrogène dans l’eau à travers le massif d’accueil. En revanche, dans un stockage, la présence de nombreuses interfaces de construction (jeu noyau bentonite – argilite etc.), ou induites par la fracturation des matériaux sous l’effet de la pression d’hydrogène, sont le siège des chemins préférentiels pour le transfert de l’hydrogène sous forme gazeuse. Le modèle GTI (Gaz Transfer in Interface) a donc été retenu pour simuler le transfert d’hydrogène produit par les alvéoles HA jusqu’à la galerie remblayée. La pression d’hydrogène maximale dans le remblai est obtenue dans le cas où l’interface reste toujours ouverte. A 4500 ans elle passe de 5,2 MPa (interface toujours ouverte) à 3,8MPa par l’effet soupape dû à l’augmentation de la pression d’hydrogène. Les comparaisons des simulations numériques avec et sans prise en compte des pressions d’hydrogène montrent que les pressions d’hydrogène n’impactent pas ou très peu les pressions interstitielles, les contraintes effectives radiales et orthoradiales. Il en résulte que les simulations peuvent être conduites en considérant une pression d’hydrogène à la pression atmosphérique, ce qui revient à travailler en milieu biphasique.La deuxième partie concerne les zones fracturées induites par l’excavation des ouvrages. Ainsi les observations dans le laboratoire Meuse Haute Marne montrent des zones fracturées anisotropes autour des galeries et des alvéoles HA constituées de discontinuités verticales et horizontales. Les faibles anisotropies des contraintes et des modules d’Young pour des galeries orientées suivant σH (σv approximativement égal à σh) ne permettent pas de reproduire la forte anisotropie des zones fracturées dans le plan σv - σh par un modèle hypo-élasticité avec anisotrope initiale de diagenèse. Pour modéliser ces discontinuités, un modèle rhéologique a été développé par EGC nommé SC2D associant deux types de comportements élasto-plastiques : l’un est associé à un endommagement anisotrope traduisant le comportement de l’argilite renforcée par de la calcite et l’autre caractérisant la phase argileuse c'est-à-dire l’argilite sans renfort de la calcite et des déformations plastiques lorsque l’état de contrainte atteint la surface de diagenèse. Les coefficients d’endommagement sont évalués à partir d’une extension de la relation de Weibull en considérant les déformations d’extension dans les directions de diagenèse X(σH), Y(σh), Z(σv). Les zones fracturées autour des galeries sont caractérisées par les domaines où les coefficients d’endommagement sont unitaires. Par ailleurs, les discontinuités sont activées lorsqu’un coefficient d’endommagement atteint l’unité et ces discontinuités sont perpendiculaires aux directions de diagenèse et sont donc verticales ou horizontales
The first part of this work is about the evaluation of a pressure of gaseous hydrogen produced by HA cells passing through the interfaces to the drift. Indeed, the calculations without consideration of interfaces show that the transfer of hydrogen takes place primarily by diffusion of hydrogen into the water through the foundation. However, in storage, the presence of many interfaces by construction (between bentonite core - Argillite etc.) or by fracturing of materials under the effect of hydrogen pressure, are the preferential pathways for transfer of gaseous hydrogen. The GTI (Gas Transfer in Interface) model was chosen to simulate the transfer of hydrogen produced by the HA cells to the backfilled drift. The maximum hydrogen pressure in the backfill is obtained in the case where the interface is always open. At 4500 years it goes from 5.2 MPa (always open interface) to 3.8 MPa by the valve effect due to the increase of hydrogen pressure. The comparisons between numerical simulations with and without taking into account the hydrogen pressures show that hydrogen pressures no or very little impact the pore pressure, the effective radial and orthoradial stresses. As a result, the simulations may be performed by considering a hydrogen pressure at atmospheric pressure, which is to work in a biphasic medium. The second part concerns the fractured zones induced by the excavation of volume. And the observations in the laboratory Meuse Haute Marne show the anisotropic fractured areas around drifts and HA cells consist of vertical and horizontal discontinuities. The weak anisotropies of stresses and Young modulus for the drifts oriented along σH (σv approximativement égal à σh) is not possible to reproduce the strong anisotropy of fractured areas in the plane σv - σh by a hypo-elasticity model with anisotropic initial diagenesis. For modelling these discontinuities, a rheological model was developed by EGC named SC2D combining two types of elastic-plastic behavior: one is associated with an anisotropic damage resulting behavior of the argillite enhanced by calcite and the other characterizing the phase of clay that means the argillite without reinforcement by calcite and plastic deformation when the stress state reaches the surface of diagenesis. Damage coefficients are evaluated from an extension relation of Weibull in considering the expansion deformations in the directions of diagenesis X(σH), Y(σh), Z(σv). The drifts around the fractured zones are characterized by areas where damage coefficients are unitary. Furthermore, the discontinuities are activated when damage reachesoefficient unit and these discontinuities are perpendicular to the directions of diagenesis and vertical or horizontal with them

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Gérard, Bruno. "Contribution des couplages mécanique-chimie-transfert dans la tenue à long terme des ouvrages de stockage de déchets radioactifs." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1998. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/tape17/PQDD_0012/NQ36271.pdf.

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Roubeuf, Véronique. "Interactions entre fluides et sédiments argileux naturels : étude expérimentale dans des conditions simulant un stockage souterrain de déchets radioactifs." Nancy 1, 2000. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2000_0190_ROUBEUF.pdf.

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Abstract:

Le comportement des argilites de l'oxfordien argileux de la haute-marne et des siltites de la serie albienne de marcoule (gard) a ete etudie experimentalement dans des conditions physico-chimiques simulant un stockage souterrain de dechets. Les diverses phases recrees sont l'interaction entre les fluides generes par l'oxydation des microsites a pyrites lors de l'entree de l'air dans les galeries et les mineraux constitutifs des sediments, l'alteration liee a une exposition aux intemperies climatiques (cycles d'humectation/dessiccation), des phases de rehydratation a 80 et 200\c simulant l'effet de la mise en place de colis radioactifs exothermiques (type c). Les differents traitements ont mis en evidence une evolution commune des caracteristiques des mineraux des sediments etudies et des solutions en contact. L'etude par diffraction des rayons x des fractions argileuses montre principalement des variations de l'espacement interfoliaire des mineraux argileux. Ces etats d'hydratation modifies sont induits par des echanges entre le sodium des argiles et le calcium en solution issu de la dissolution des carbonates et du gypse. La cristallochimie des mineraux de type i/s montre, generalement, une relativement bonne stabilite des structures cristallines et des occupations des sites octaedriques et tetraedriques. Les solutions experimentales acquierent un caractere sulfate lie a la solubilisation des parageneses d'oxydation des sediments (gypse et jarosite). La dissolution des carbonates, presents en grande quantite dans les echantillons, entraine un effet tampon important sur les solutions experimentales (ph final compris generalement entre 7,5 et 8,5). L'extrapolation des concentrations ioniques en solution pour des rapports liquide sur roche faibles et typiques du milieu geologique conduit a des fluides domines par so 4 2 -, k +, ca 2 + et mg 2 +, ces caracteristiques etant significativement differentes de celles supposees pour les fluides des formations encaissantes.

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Dissertations / Theses on the topic 'Stockage profond de déchets radioactifs'

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