Tesis sobre el tema "Déchets radioactifs – Élimination dans le sol – France"
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Charpentier, Delphine. "Rôle de l'oxydation chimique et de l'acidification des eaux sur les propriétés minéralogiques et physico-chimiques de la formation argileuse de Tournemire". Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10199.
Resumen
Le site expérimental de Tournemire (France) constitue un terrain privilégié pour tester les concepts de stockage de déchets radioactifs. Un tunnel permet d'y étudier l'impact des travaux d'excavation sur la formation argileuse d'âge Toarcien. Une caractérisation multi-échelles et multi-techniques du matériau a été réalisée. Des expérimentations et des simulations numériques ont cherché à reproduire et prédire les changements dus aux interactions eau-argilite oxydée. Les travaux d'excavation conduisent à la formation d'un réseau de fractures ouvertes et à une réorganisation des particules argileuses. L'effet de l'oxydation se traduit par des transformations minéralogiques sur les parois : oxydation des sulfures, dissolution de calcite et de feuillets illitiques des interstratifiés I/S et précipitation d'une paragenèse d'oxydation. Lors des cycles de réhydratation, l'eau de condensation acquiert rapidement un caractère sulfaté calcique, dû à la dissolution de cette nouvelle paragenèseThe Tournemire (France) site has been selected for research programmes on deep geological waste disposal in clay-rich rock formation. A railway tunnel is used to study the evolution of rock properties and water-rock interactions in the excavated disturbed zone. Multi-scale and multi-technique investigations were carried out. Experiments and numerical modelling were used to predict changes due to rock mineralogy and water chemistry modifications. The tunnel and galleries digging induces fracture formation. In the altered samples, the clay particles show a better orientation in the stratification plan. The oxidation effect yields to mineralogical transformation on the surfaces of the argillite: oxidation of pyrite, dissolution of calcite, dissolution of illite layers in interstratified I/S and formation of gypsum, Fe-oxi/hydroxides, celestite and jarosite. During cycles of hydration/dehydration, condensation water interacts with the argillite and quickly becomes Ca and SO4-rich
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Galai, Leila. "Les mécanismes réactionnels régissant les interactions verre-fer en solution aqueuse". Thesis, La Rochelle, 2021. http://www.theses.fr/2021LAROS029.
Resumen
Le projet de stockage géologique profond des déchets hautement radioactifs et à vie longue développé par l’ANDRA prévoit que les colis de déchets vitrifiés soient placés dans des surconteneurs en acier faiblement alliés avant leur introduction dans des alvéoles de stockage situées à 500 m de profondeur. Cette proximité entre le verre et l’acier implique, en présence d’eau, une interaction entre les deux matériaux. Les études précédemment menées sur le système verre-fer en condition de stockage géologique ont permis de mettre en évidence la phénoménologie liée à cette interaction. Le fer est décrit comme augmentant l’altération du verre, notamment en raison de la formation de silicates de fer. Néanmoins, dans les dispositifs expérimentaux choisis, l’altération simultanée du verre et du fer rend difficile l’identification des mécanismes prévalant à l’interface de chaque matériau. Dans cette thèse, nous avons donc choisi de décomposer le système réel et complexe Verre/Acier/Argile/Solution en deux systèmes d’études modèles afin d’essayer de mieux caractériser les différents mécanismes siégeant à chaque interface. Les expériences du premier système, dit simplifié, sont des expériences de corrosion d’une poudre de fer en présence de Si. Ces expériences ont montré qu'une augmentation de [Si] favorisait la formation de silicates de Fe au détriment des oxydes de Fe, mais sans conduire à une augmentation de la quantité de fer corrodé. L’étude de la cinétique de ces expériences a révélé qu’un mécanisme de germination-croissance complexe est à l’origine de la formation des silicates de fer. Un modèle cinétique simplifié a par ailleurs été proposé. Les expériences du deuxième système, dit recombiné, met en contact la poudre de fer d’abord avec le verre CJ1 puis avec le verre ISG. Ces expériences ont mis en évidence que la présence de fer conduit certes à une augmentation de l’altération du verre mais cette augmentation est fortement limitée par trois paramètres principaux : la composition du verre, le flux de fer associé à la cinétique de corrosion du métal et le pH. La démarche de simplification choisie a donc permis de dissocier l’effet de chaque paramètre et de localiser l’effet du Si sur la corrosion du fer, de dissocier l’effet du fer de l’effet du pH sur l’altération du verre et surtout de mettre en évidence l’importance des paramètres tels que le flux de fer et la composition initiale du verre sur l’effet qu’aura le fer sur l’altération du verreThe geological disposal of high-level waste (HLW) developed by ANDRA, in France, is based on a multi-layer concept. The vitrified radioactive waste is placed in a stainless-steel container itself placed in a carbon steel overpack and disposed in Callovo-Oxfordian (Cox) claystone. The proximity between iron, glass and groundwater should involve a chemical interaction between them which can impact the long-term behaviour of nuclear vitrified waste. Previous study on the glass-iron system in geological storage conditions have highlights the phenomenology linked to this interaction. Iron has been almost unanimously described as increasing the alteration of glass. However, in the experimental setups chosen, the simultaneous alteration of glass and iron makes it difficult to identify the mechanisms prevailing at the interface of each material. In this thesis, we have therefore chosen to decompose the real and complex Glass / Steel / Clay / Solution system into two model study systems in order to better characterize the different mechanisms at each interface. The first experiments were about the corrosion of iron powder in the presence of Si. These experiments have shown that an increase in [Si] promotes the formation of Fe silicates at the expense of Fe oxides, but without leading to an increase in the amount of corroded iron. Kinetic investigations revealed that a complex germination-growth mechanism is behind the formation of Fe silicates. A simplified kinetic model has also been proposed. Then, the experimental system has been complexified with iron corrosion experiments in the presence of CJ1 simple glass and ISG glass. These experiments have shown that the presence of iron certainly leads to the deterioration of the glass, but this increase is strongly limited by three main parameters : the glass composition, the iron flux associated with the corrosion kinetics of the metal and pH. The chosen simplification approach therefore made it possible to dissociate the effect of each parameter and to locate the effect of Si on the corrosion of iron, to dissociate the effect of iron from the effect of pH on alteration of the glass and above all to highlight the importance of parameters such as the iron flow and the initial composition of the glass on the effect that the iron will have on the deterioration of the glass
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Lin, Zhenhua. "Development of high sensitivity gamma and beta sensors for in situ diffusion tests in the mudstone in France". Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1024/document.
Resumen
Le suivi précis de radiotraceurs, que ce soit en imagerie médicale, pour le stockage des déchets ultimes, ou pour certaines applications industrielles peut être un sujet très complexe. Le développement de détecteurs à bas bruit, grande stabilité sur le long terme, et grande flexibilité géométrique, initié par la société AXINT, permet aujourd'hui, pour certaines applications spécifiques, de développer des systèmes de détection aux performances inégalées. (Anfré, Burato, & Hautefeuille, 2009) (B. Hautefeuille, 2006) (Hautefeuille, et al., 2006) Les recherches entreprises dans le cadre de cette thèse seront prioritairement orientées sur des expériences de diffusion de radiotraceurs afin d'estimer le temps que mettraient des éventuelles fuites de produits radioactifs pour sortir des couches géologiques de stockage. Le sujet de cette thèse porte plus particulièrement sur l'étude de l'ion 22Na+, qui est l'un des cations dont la vitesse de diffusion est la plus élevée dans ce milieu, ainsi que les actinides qui représentent la majorité des éléments radioactifs des déchets nucléaires stockés. La thèse est dans la continuité des recherches menées par l'ANDRA (Agence Nationale des Déchets Radioactifs), sous contrat avec le laboratoire ILM (Institut Lumière Matière), dont AXINT est le sous traitant principal. (Hautefeuille, Tillement, & Dewonck, Ionizing radiations e.g. gamma radiations, detecting installation for e.g. environmental site, has analyzing system analyzing delivered electrical signals to quantify ionizing radiations detected by measurement probes, 2008) Le présent projet décrit les travaux de recherches prévus pour les prochaines années. Dans l'état inital des recherches, 2 détecteurs prototypes ont été installés en 2013 au laboratoire souterrain de Bure, afin de servir de prototypes opérationnels, ainsi que de point fixe de mesure du bruit de fond pour la future expérience DRN1202, objet des travaux de thèse de Mr Zhenhua LIN. (injection d'un cocktail HTO + 22Na)The precise monitoring of radiotracers, for example used for medical imaging, for the storage of ultimate waste, or for certain industrial applications can be a very complex subject. The development of low-noise sensors with long-term stability and high geometric flexibility were engaged by the AXINT company. (Hautefeuille, et al., 2006). My PhD thesis was focused on experiments in the diffusion of radiotracers, typically to monitor the possible leakage of radioactive products from the geological repositories. We focuses on the study of the 22Na and 36Cl ion diffusion, which is one of the highest cation and anions diffusion rate in geological medium, as well as actinides, which represent the majority of the radioactive elements of Stored nuclear waste. This thesis is in continuity with the research carried out by ANDRA (National Agency for Radioactive Waste), under contract with the laboratory ILM (Institute Light Matter), of which AXINT is the main subcontractor. The present project describes the research work that foreseen the radiation impact on the environment for the coming years during the deep disposal of nuclear waste. Our work focus on the investigation and quantification of the radionuclide diffusion through the geological clay barriers. A new in situ experiment was considered by Andra for the study of the radionuclide migration. Compared to previous experiments, this new in situ diffusion test required longer distance (hundreds of mm), longer time-scale (over 10 years), and real time in situ monitoring of radionuclides migration. To fulfill these conditions, the work was organized as following: 1: Conception and dimensional design of the Diffusion of Radio Nuclide (DRN) experiments in solving emission of beta and gamma radiations 2: Development of corresponding beta and gamma monitoring systems by means of sensors located in peripheral boreholes
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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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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.
Resumen
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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Soulet, Stéphane. "Etude des effets d'auto-irradiation dans des matériaux à structure apatitique". Paris 11, 2000. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00068309.
Resumen
L'etude des analogues naturels a permis d'identifier les fluoroapatites a forte teneur en groupements phosphate comme matrices potentielles de conditionnement des actinides. Des travaux anterieurs, similant la decroissance alpha dans la fluoroapatite phosphocalcique monocristalline ont mis en evidence un phenomene d'exfoliation et un recuit des defauts crees par les noyaux de recul sous irradiation par un faisceau d'ions helium. Notre travail a montre que l'exfoliation ne peut pas se produire sur les materiaux apatitiques polycristallins probablement grace a l'evacuation de l'helium hors de grains par un reseau de microcanaux aboutissant a la surface du grain et par la diffusion de l'helium dans les joints de grains. Concernant l'effet des noyaux de recul et de recuit par les particules alpha, l'utilisation d'un microscope electronique a transmission couple avec un implanteur d'ions a permis de realiser des irradiations simulant la decroissance alpha et de suivre in situ l'evolution du desordre d'echantillons polycristallins. Il a ete montre que pour toute la solution solide des fluoroapatites phospho-silicatees l'amorphisation se produit directement dans la cascade et que l'efficacite du recuit par alpha dans la fluoroapatite diminue tres rapidement avec l'augmentation du rapport sio 4/po 4. Ce dernier resultat est en accord avec les conclusions de l'etude des analogues naturels. Cette efficacite de recuit diminue egalement lorsque l'anion fluor present dans les tunnels est remplace par un groupement hydroxyle. Afin de modeliser le comportement des ceramiques lorsqu'elles sont dopees avec des actinides nous avons etabli, en tenant compte des vitesses de creation et de guerison des defauts, l'equation differentielle gouvernant l'evolution du desordre en fonction du temps de stockage. La resolution de cette equation permet de conclure que les matrices apatitiques a forte teneur en phosphate conserveront probablement leur structure cristalline au cours du stockage.
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Chabroullet, Christophe. "Étude de la remobilisation d'éléments traces à partir d'un sol de surface contaminé : influence du vieillissement de la matière organique du sol sur la remobilisation du sélénium". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10033.
Resumen
L'isotope 79Se du sélénium, produit de fission de l'uranium 235, est un radionucléide à vie longue présent notamment dans les déchets nucléaires. Dans le cadre de l'estimation du risque sanitaire et environnemental, les écosystèmes terrestres sont considérés comme des récepteurs possibles de cet élément. Le but de notre étude est de déterminer dans quelle mesure les interactions avec le sélénium et la matière organique du sol et/ou les microorganismes peuvent influer sur les variables qui contrôlent la mobilité et la distribution (solide, liquide, gazeuse) du sélénium dans les sols. Une attention particulière est portée à la dimension temporelle qui demeure un des points faibles des modèles d'évaluation pour les simulations à long terme (plusieurs dizaines-centaines de milliers d'années). La méthodologie développée repose sur le suivi régulier de 3 lots de terre pré-contaminés à de très faibles concentrations de sélénium (2,2. 10-9 gSe. G-1sol) et incubés en conditions contrôlées pendant 1,5 an. Une approche multi-paramétrique permet de confronter au cours du temps la mobilité (sorption, désorption, volatilisation) et la distribution sur la phase solide (fractionnement granulo-densimétrique, extractions séquentielles, observations MEB / MET) du sélénium aux propriétés bio-physico-chimiques des lots de terre. L'évolution de l'état organique des lots de terre est clairement observée expérimentalement et modélisée (Roth C). En revanche, cette évolution n'affecte pas significativement la mobilité du sélénium dont la sorption sur la phase solide reste quasi-irréversible (Kd sorption : 20-50 L. Kg-1 / Kd désorption : 100-500 L. Kg-1). A ce comportement s'ajoutent de nombreux phénomènes transitoires qui peuvent entraîner une remobilisation (i. E. Solubilisation et volatilisation) importante de sélénium. Nous mettons ainsi en évidence que (i) l'utilisation d'engrais phosphatés peut conduire à la solubilisation de 30 à 40 % du sélénium sorbé, (ii) la faible volatilisation du sélénium par les microorganismes (~ 0,2 % sur 1,5 an d'incubation) peut être une voie de dispersion non négligeable lorsqu'on considère ce processus sur de très longues échelles de temps et (iii) le transport colloïdal bactérien peut être une source de remobilisation du sélénium qu'il serait nécessaire de mieux caractériser79Se is a high-life fission product presents in high-activity nuclear wastes. Selenium is often taking into account for health and environmental risk assessments as it is usually considered as a mobile and a toxic element. The terrestrial ecosystems are thought to be a potential reservoir of selenium. In this study, we specially studied how the associations between selenium and soil organic matter and/or microorganisms modify soils selenium mobility and partition (solid, liquid and gazeous). A particular attention was paid to the temporal evolution of the retention parameters, which remains one of the weak points of modeling especially for long term simulations (several tens-hundreds of thousand years). Methodology developed consists on a regular characterization of 3 soils samples pre-contaminated at a very week selenium concentration (2. 2x10-9 gSe. G-1soil) and incubated during 1. 5 year in controlled conditions. The evolution of the organic status of the soil samples was established and well modeled (Roth C). Alternatively, the selenium-OM associations did not present any significant modification with time affecting selenium mobility. The detailed study of selenium mobility showed that selenium sorption processes was poorly reversible (sorption Kd: 20-50 L. Kg-1 ; desorption Kd: 100-500 L. Kg-1), whatever the soil organic status. In addition, numerous transitory phenomenons were able to disturb the “basic” behavior of selenium by increasing the amount of soluble selenium. We specially established that: (i) the use of phosphate fertilizers constituted the most important way of selenium remobilization leading to the release of 30-40 % of sorbed selenium in some extreme cases; (ii) the week selenium volatilization (~ 0. 2 % for 1. 5 year of incubation) may constitute a significant biotic way of 79Se dispersion as soon as very long time scales are considered; (iii) the colloidal transport due to the soil microorganisms could also constituted a source of selenium mobilization however this extend of this process has still to be quantify
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Barnel, Nathalie. "Comportement en température des argiles de barrières ouvragées : réexamen de la phénoménologie et amélioration des modèles existants". Evry-Val d'Essonne, 2004. http://www.theses.fr/2004EVRY0007.
Resumen
Certains concepts de stockage envisagent d'intercaler une barrière ouvragée argileuse entre la roche et le colis de déchets radioactifs. Les niveaux de température, que pourrait subir l'argile, mettent en péril son aptitude à remplir les fonctions assignées à la barrière ouvragée. Afin d'apprécier les enjeux de conception, on simule le comportement thermo-hydro-mécanique d'une barrière ouvragée pour différentes sollicitations thermiques. L'étude est menée en partie sous forme de benchmark (codes ASTER et CAST3M). Elle révèle qu'une amélioration du modèle thermo-mécanique est nécessaire. Pour ce faire, on retient le formalisme énergétique et on propose un réexamen des phénomènes affectant les argiles en température. La contraction thermique de la double couche, propre aux argiles gonflantes, se révèle une interprétation intéressante des expériences. Aussi, on propose d'intégrer les phénomènes électrochimiques dans une formulation énergétique pour milieux poreux partiellement saturésIn some common concepts of a radioactive waste repository, waste is surrounded by an engineered barrier consisting of a swelling clay. Performance of this engineered barrier may be affected by temperature distribution in the clay. To discuss this issue, thermo-hydro-mechanical simulations of the argillaceous barrier submitted to different heating sources are performed. Part of this study is a comparison between the codes ASTER and CAST3M. According to our results, it is necessary to improve the mechanical model. We choose the thermodynamic approach and we propose to re-examine thermal clay behaviour from a phenomenological point of view. Thermal contraction of the double layer in swelling clays is a possible interpretation of the experimental results. Thus we decide to introduce electrochemical phenomena in a thermodynamic formulation dedicated to partially saturated porous media
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Sammartino, Stéphane. "La caractérisation d'un matériau à faible perméabilité : mesures expérimentales et analyses d'images ; application à la tonalité du sud-Vienne, effet de l'altération". Poitiers, 1998. http://www.theses.fr/1998POIT2309.
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Delisée, Annie. "Etude expérimentale, modélisation et optimisation de la rétention du césium sur des matériaux argileux". Reims, 1998. http://www.theses.fr/1998REIMS008.
Resumen
L'industrie nucleaire est la plus grande productrice de dechets radioactifs. Parmi eux, on compte le 1 3 5cs, produit de fission a vie longue, qui a en plus la particularite d'etre tres mobile. Ce type de dechet pourra dans l'avenir etre stocke dans des sites geologiques profonds dans lesquels une barriere antipollution placee entre les colis et le milieu naturel sera construite. L'argile etant un candidat potentiel dans la construction de cette barriere, nous avons etudie ses interactions possibles avec le cesium. Trois argiles ont ete etudiees : la kaolinite, la montmorillonite et la bentonite. Le modele theorique utilise est la complexation de surface (modele a capacitance constante). La demarche de l'etude est la suivante : dans une premiere partie, nous avons determine les parametres physico-chimiques des oxydes alumine et silice, principaux composants des materiaux argileux. Dans une deuxieme partie, l'utilisation du principe de conservation des constantes dans le melange (synthetique ou naturel) des oxydes purs nous a permis d'atteindre les parametres chimiques des argiles. En accord avec la structure cristalline des solides, nous avons identifie deux types de sites sur la kaolinite, et trois types de sites sur la montmorillonite et la bentonite. L'influence sur les capacites de sorption de la montmorillonite de solides comme les oxydes de fer ou la calcite, produits de degradation pouvant se retrouver dans le site, a ete quantifiee et modelisee dans une troisieme partie. Nous avons cherche egalement a optimiser les capacites de retention de l'argile vis-a-vis du cesium en lui ajoutant des solides de type zeolithe. Dans ce travail trois zeolithes ont ete etudiees : la mordenite, zeolithe synthetique, la chabazite et la clinoptilolite, zeolithes naturelles. La methode de travail utilisee dans cette etude n'est pas specifique au cesium, mais peut etre appliquee a tout autre element.
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Jenab-Vossoughi, Bahar. "Etude numérique de la modélisation thermo-élasto-plastique des sols non saturés". Marne-la-Vallée, 2000. http://www.theses.fr/2000ENPC0013.
Resumen
Une des applications géotechniques dans lesquelles le rôle de la variation de température est considérable est celle du stockage des déchets radioactifs dans les formations géologiques. Cela nécessite une meilleure compréhension du comportement thermo - hydro - mécanique des milieux poreux polyphasiques et des couplages entre trois mécanismes: thermique, hydraulique et mécanique. De nombreux travaux de recherche ont été menés sur ce sujet ces dernières années afin d'assurer la pérennité de cette option de stockage. Ce travail de thèse s'inscrit dans le cadre de ces recherches et porte plus particulièrement sur les géomatériaux de type sol. Dans un premier temps, afin de mieux comprendre le système d'équations différentielles établi, nous nous sommes intéressés aux équations de transfert et de conservation des différentes composantes du milieu: squelette solide, eau, air et chaleur. Ensuite, nous avons étudié de façon approfondie la réponse mécanique irréversible du squelette solide. Un modèle qui tient compte à la fois des effets de non saturation en eau et de la variation de température a été ainsi présenté. L'examen des phénomènes liés aux transferts non isothermes au sein d'un sol non saturé a fait l'objet de la suite de ce travail. Dans un deuxième temps, la résolution numérique du système d'équations différentielles obtenu par la méthode des éléments finis a été traitée. La formulation finale ainsi trouvée permettant de décrire la réponse mécanique irréversible du sol a été implantée dans le code de calcul aux éléments finis 8 - STOCK. Dans ce contexte, une attention assez soutenue a été portée sur les différents aspects particuliers de l'implantation d'un modèle élasto-plastique dans un code de calcul aux éléments finis. Enfin, la validation du code de calcul par comparaison avec des solutions analytiques, d'autres modèles numériques et des résultats expérimentaux a été effectuée. Cela met en évidence la fiabilité et la pertinence du code de calcul et des développements effectuésOne of the most important geotechnical applications where temperature variations become significant is the case of the nuclear waste disposal. Hence the thermo-hydromechanical behaviour of porous media should be studied by considering coupling effects of the three following mechanisms: thermal, hydraulic and mechanical. Many studies have been achieved on this subject lately in order to investigate the viability of this option of disposal. The work done here is a challenge for responding this type of question. So, the thermo - hydro - mechanical behaviour of unsaturated soils is investigated. The equations of transfer and conservation of mass of different constituents of the medium (solid skeleton, water, air and heat) are studied in order to comprehend the established system of differential equations of the problem. Afterwards, the irreversible mechanical behaviour of the solid skeleton is thoroughly examined. A constitutive model is then presented in which the effect of simultaneous temperature and suction variations is integrated. Also, the transport phenomena in the presence of temperature in an unsaturated soil are studied. The final set of differential governing equations is resolved numerically by the finite element method. The final matrix form describing the thermo - hydro - mechanical behaviour of unsaturated porous media with irreversible mechanical aspects is then implemented in the finite element code, 8 - STOCK. It should be mentioned that the special features corresponding to the numerical implementation by the finite element method of an elasto - plastic algorithm and the related numerical corrections are carefully examined. Finally, the finite element code is validated by comparing its results with analytical solutions, other numerical approaches and experimental results of literature. All these analyses show the good performance of the code and the relevance of the developed model and the implemented parts
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Koriche, Mohamed Amine. "Caractérisation du comportement couplé des argilites de Meuse/Haute-Marne aux états saturé et partiellement saturé". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://www.theses.fr/2004INPL057N.
Resumen
Le travail entrepris entre dans le cadre de la réalisation d'un laboratoire souterrain dont l'étude porte sur la faisabilité d'un stockage en profondeur de déchets radioactif situé dans le Callovo-Oxfordien inférieur. Les roches constituant cette couche sont connues sous le nom d'argilites de Meuse/Haute- Marne. Le but de la thèse est de caractériser le comportements des argilites de Meuse/Haute-Marne saturées et partiellement saturées soumises à des sollicitations de différentes natures: mécaniques, hydriques et thermiques. Le modèle choisi est issu de l'approche thermodynamique des milieux poreux proposé par Coussy (1991,1995), Il a comme principal avantage son formalisme dont les paramètres peuvent être déterminés expérimentalement. Dans le but de déterminer les paramètres couplés de diffusion et de transport des argilites de Meuse/Haute-Marne, des essais en régime transitoire ont été réalisé à l'état saturé et partiellement saturé. Une série de pulse test a été réalisée dans le but de mesurer la perméabilité intrinsèque et l'emmagasinement spécifique d'éprouvettes d'argilite à l'état quasi saturé. Ces essais nous ont permis de déterminer en plus des valeurs des paramètres recherchés et l'ordre de grandeur de l'anisotropie de la perméabilité. La comparaison de nos résultats à ceux obtenus dans d'autres laboratoires dans le cadre du GDR FORPRO benchmark "perméabilité" a montré une bonne concordance. La perméabilité apparente à l'état partiellement saturé a été déterminée expérimentalement par la réalisation d'essais de sorption/désorption par la méthode des solutions salines saturées. Une méthode analytique originale a été développée permettant de déterminer la perméabilité à partir des mesures de variations temporelles de masse. Les simulations numériques par un code en éléments finis ont permis de modéliser une diffusion bidirectionnelle. Les résultats des deux modélisations montrent que l'hypothèse d'une diffusion unidirectionnelle induit une surestimation de la perméabilité. Les derniers essais avaient pour objet l'étude du comportement hydromécanique sous l'effet d'élévations de température. L'hypothèse de la dépendance de la pression interstitielle équivalente dans le cas partiellement saturé du degré de saturation et qui n'est fonction que de la tension superficielle du ménisque émise par Olchitzky et al. (1998) n'a été qu'en partie vérifiéeThe framework of this thesis is to study the possibility to realize the underground waste isolation project in the clayey Callovo-Oxfordien. The layer is constituted of swelling clay rock called Meuse/Haute-Marne argilite. The aim is to define the behaviour of this rock by thermo-hydro- mechanical model proposed by Coussy (1991, 1995) at the saturated and partially saturated states. The parameters of this model can be measured by the direct or indirect experimental process. We realise different tests to determinate fluids transport properties in saturated and partially saturated conditions. The difficulty of these kinds of tests is the very low permeability of the argilite. That is why the transitive method has to be used. Ln quasi saturated conditions "the pulse test" method is chosen. This process proposed by Hsieh et al. (1881) allows the measurement of the intrinsic permeability, k, and the specific storage coefficient, Ss. These experiments have permitted to measure the order of magnitude of these two parameters and to estimate the anisotropy magnitude of permeability. The results of the series of investigation were compared to results obtained from other laboratories at the polytechnic school of Paris and the University of Lille. The conclusion of this comparison is that similar results were obtained. Ln the partially saturated conditions we have developed an original method to estimate the apparent permeability and the capillary capacity of argilite samples. Numerical analyses have permitted to mode! the bidirectional diffusion of liquid and gas fluid phases. Final tests consisted in wetting and drying cycles at different temperatures using microgravimetric and saturated saline solution methods. The aim is to verity the hypothesis that the saturation depends on the meniscus superficial tension gas/water only. We displayed the degrees of saturation as a function of capillary pressure at different temperatures. This graphic demonstrated that the hypothesis is not completely correct. The difference between theoretical and experimental results depends on the mode of interpretation of these results and the paths followed during the tests wetting or drying
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Piccolo, Arianna. "Tunnel structural health monitoring in radioactive environment based on special distributed optical fibre strain sensing cables". Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4063.
Resumen
Dans le cadre du projet Cigéo, stockage géologique des déchets radioactifs à vie longue, la surveillance des infrastructures contribuera à confirmer la récupérabilité des déchets, prévue sur des durées pluridécennales. Les structures sont apparentés à des tunnels horizontaux, sous 500 m de couverture. Leur convergence (réduction progressive de leur section) doit être mesurée par des systèmes peu intrusifs, sensibles, compatibles avec un environnement sévère. Une méthode inverse, utilisant un modèle par éléments finis, a été développée pour déterminer la convergence à partir de mesures réparties de déformations acquises par rétrodiffusion Rayleigh et Brillouin dans des câbles à fibre optique. Elle a été validée sur un démonstrateur d’alvéole, au laboratoire en surface et en souterrain. Sur une échelle de 10 mm représentative de l’application, la convergence est déterminée à 1 mm près par les fibres optiques, proche des capteurs de référence. La sensibilité à la mise en œuvre, au chargement, au bruit de mesure, a été étudiée. La tenue des fibres optiques à l’impact couplé des radiations et de la température a été étudiée pour des fibres optique en revêtement primaire: une dose totale de 1 MGy dégrade moins la mesure de déformation à 100 °C qu’à température ambiante. La fibre optique la plus résistance a été placée dans un câble de mesure de déformations, soumis à des radiations gamma et des sollicitations thermiques. Les coefficients de sensibilité thermique et mécanique des rétrodiffusions Brillouin et Rayleigh restent stables après 500 kGy, ainsi que ses caractéristiques mécaniques du câble. L’étude a aussi permis de quantifier les processus de plasticité, jusqu’à 10000 μεIn the framework of Cigéo, the future underground repository for long-lived radioactive waste, the monitoring of the structures must be guaranteed for almost a century to ensure its reversibilit. The horizontal repository cells will be loaded by 500 m of rock which will reduce their section over time. This reduction, called convergence, must be monitored by sensors with resistance to harsh environment, low intrusiveness, proper sensitivity. We propose the use of distributed optical fiber strain sensing cables, whose strain measurements are used to calculate convergence via an inverse-analysis finite-element method, using Brillouin and Rayleigh backscatterings. The method is described, assessing the influence of structural parameters and measurements noise on its sensitivity. We validate it in a laboratory test, in controlled conditions and underground, reproducing convergences up to the representative value of 10 mm on a mock-up of the high-level waste repository cell. We compare two fixation methods and loading schemes, using other sensors as reference. Results show how distributed optical fiber sensors can achieve the required 1 mm of resolution, close to standard methods. The fibers have been firstly analysed under the coupled effect of temperature and radiation up to a total γ-rays dose of 1 MGy. Temperatures around 100°C preserve the fiber functioning better than being at room temperature. A specific cable for strain sensing, with a radiation resistant fiber inside, is then developed and tested, reporting that temperature and strain sensitivities and the mechanical behaviour remain stable up to 500 kGy. We evaluate also the role of the protective layers of the tested cable and its plastic behaviour up to 10000 με
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Dauzères, Alexandre. "Etude expérimentale et modélisation des mécanismes physico-chimiques des interactions béton-argile dans le contexte du stockage géologique des déchets radioactifs". Poitiers, 2010. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2010/Dauzeres-Alexandre/2010-Dauzeres-Alexandre-These.pdf.
Resumen
Ces travaux de recherche s'inscrivent dans le cadre de l'étude de faisabilité du stockage des déchets radioactifs en couches géologiques profondes. L'option développée actuellement par l'Andra, inclut l'utilisation de plusieurs types de matériaux cimentaires en contact avec l'argilite du site du Callovo-Oxfordien (COX). L'argilite et les bétons sont caractérisés par des solutions porales multi ioniques très différentes en termes de concentrations et de pH. Contrôlée par les différences de concentrations, la diffusion des espèces aqueuses entre ces solides poreux induit des perturbations chimiques et physiques. Cette étude s'appuie sur un travail expérimental, analytique et numérique dans le but d'identifier les mécanismes contrôlant l'influence d'un environnement argileux sur les matériaux cimentaires. Deux pâtes de ciment durcies sont étudiées : une pâte CEM I, et une pâte « bas-pH » (ciment CEM I + fumée de silice + cendres volantes). Cette dernière est développée spécifiquement pour l'application stockage afin de limiter le panache alcalin vers l’argile. Deux montages expérimentaux sont créés : un premier où le matériau cimentaire est immergé dans une solution représentative de l'eau porale du COX, dans des conditions respectant la chimie du milieu argileux (pCO2 élevée, concentrations en carbonates, sulfates, pH neutre…). Les essais sont réalisés de 1 à 10 mois à 25°C. Le second dispositif permet le confinement des matériaux argileux en contact avec une pâte de ciment de 2 à 12 mois à 20 et 50°C. Les porosités des matériaux sont saturées. Les échanges de matière s'effectuent par diffusion en fonction des gradients de concentrations. Systématiquement, le matériau CEM I subit une décalcification, une carbonatation et une précipitation d'ettringite. Le matériau « bas-pH » est soumis à une décalcification, une dissolution de l'ettringite et à la formation de silicates de magnésium hydratés (M-S-H). Une pâte de ciment CEM I immergée dans la solution d'eau de site du COX développe une croûte de calcite recouvrant la totalité de la surface du matériau et limite la progression du front d'altération à une centaine de microns après 10 mois d'interaction (colmatage). Le même matériau en interface avec l'argilite remaniée du COX à température ambiante, présente une altération plus intense, jusqu'à près d'1 mm de profondeur après 1 an, provoquant une ouverture de porosité sur l'ensemble de l'épaisseur d'altération (pas de colmatage, faible carbonatation). Dans cette dernière configuration, à 20°C comme à 50°C, l'évolution du front d'altération est proportionnelle à la durée d'interaction. L'argilite subit une illitisation sous l'effet de la diffusion du KOH, mécanisme libérant du silicium et provoquant la précipitation de C-S-H de faible rapport CaO/SiO2 (0,8) à l’interface. Une pâte de ciment « bas-pH » immergée dans la solution d'eau de site du COX montre une altération intense, une déstructuration totale en surface liée à la décalcification totale de son C-S-H de départ de faible rapport CaO/SiO2 (≈ 0,8), se transformant en silice amorphe. La carbonatation (calcite) est diffuse et se localise entre la surface et la zone saine. Un important réseau de pores capillaires se forme. Le front d'altération évolue en racine carrée du temps (altération supérieure à 1,5 mm après 5 mois). Le même matériau en contact avec l'argilite (ou de la bentonite), montre une altération moins intense, avec la formation de M-S-H à l'interface. Le calcium libéré lors de la décalcification (C-S-H + ettringite) diffuse vers le matériau argileux pour se substituer au sodium dans l'interfoliaire des montmorillonites, aucune illitisation n'est identifiée. Les épaisseurs perturbées des deux côtés de l'interface n'excèdent pas quelques centaines de microns après 1 an. Les simulations numériques (HYTEC) de tous les essais, reproduisent l'ensemble les mécanismes observés expérimentalement et permettent d'identifier les échanges de matière dans l'ensemble des configurations. Ces simulations ont notamment permis de valider l'hypothèse expérimentale de diffusion de silicium de l'argilite vers la pâte de ciment CEM I en lien avec l'illitisation, source de précipitation de C-S-H à l'interfaceThese research works are carried out as part of the radioactive wastes geological disposal feasibility study. The current option developed by Andra, includes several cementitious materials in contact with the surrounding Callovo-Oxfordian (COX) (an argillite). Concretes and argillite present very different pore solutions (ionic concentrations and pH). Controlled by the concentrations differences, the aqueous species diffusion in the solids generates chemical and physical disturbances. This study is based on experimental, analytical and numerical works, in order to identify the mechanisms controlling the clayey environment influence on cementitious materials. Two hardened cement pastes (HCP) are studied: a CEM I HCP and a “low-pH” HCP (CEM I cement + silica fume + fly ashe). The latter is especially developed for the geological disposal application in order to reduce the alkaline plume towards the host-rock. Two experimental devices are created: first, the HCP is immerged in a COX pore solution. The conditions are in agreement with the clayey environment chemistry (high pCO2, carbonates and sulfates concentrations, neutral pH…). The tests are carried out at 25°C, over several months (up to 10). The second device allows the clayey rock containment in contact with a HCP at 20°C and 50°C, over several months (up to 12). The materials are saturated: only diffusion controls the soluble species exchanges. All the results obtained show that the CEM I HCP presents decalcification, carbonation and ettringite precipitation; where as the “low-pH” HCP undergoes decalcification, ettringite dissolution and silicate magnesium hydrates formation (M-S-H). When a CEM I HCP is immerged in the COX solution: a calcite crust formation is observed on the external surface, which slows down (clogging) the alteration front progression (100 µm after 10 months). When the same material is put in contact with the COX argillite, a much stronger degradation is observed (1 mm depth after 1 year), inducing porosity opening in the degraded zone layer (no clogging, low carbonation). In this last configuration, at 20°C as well as at 50°C, the alteration front evolution is proportional to the interaction duration. The argillite presents illitisation (due to KOH diffusion from the cement HCP). This mechanism releases silicon and induces C-S-H precipitation with a low CaO/SiO2 ratio (0. 8) at the interface. When the “low-pH” HCP is immerged in the COX solution, a total deconstruction linked to the C-S-H decalcification is observed (low CaO/SiO2 ratio ≈ 0. 8), leading to the formation of amorphous silica. Carbonation has occurred as well as decalcification (calcite precipitation), but its effect is not pronounced enough to lead to clogging (as observed for CEM I HCP). An important capillary pore network is formed. The alteration front evolves as a function of the square root of time (1. 5 mm after 5 months). When the same material is put in contact with the COX argillite (or bentonite), a lower alteration is observed, with the M-S-H formation at the interface. The liberated calcium during the decalcification (C-S-H + ettringite) diffuses towards the clayey material and is substituted to the sodium in the montmorillonite interlayer: no illitisation was identified. The altered zone thicknesses, from both sides from the interface, do not exceed a few hundred microns after 1 year. The reactive transport code (HYTEC) is used to describe the experiments detailed above. It allows reproducing all the mechanisms observed experimentally and then estimating the exchange of all soluble species. These simulations have mainly allowed to validate the experimental assumptions concerning the silicon diffusion from the argillite to the CEM I HCP linked to the illitisation, source of C-S-H precipitation at the interface
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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.
Resumen
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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Carde, Christophe. "Caractérisation et modélisation de l'altération des propriétés mécaniques due à la lixiviation des matériaux cimentaires". Toulouse, INSA, 1996. http://www.theses.fr/1996ISAT0010.
Resumen
Ce travail a pour cadre la durabilite des betons de conteneurs de dechets radioactifs a vie courte. Il s'inscrit dans un programme de recherche visant a prevoir les proprietes residuelles des materiaux cimentaires soumis a l'action des eaux de pluie et de ruissellement (eaux faiblement mineralisees) dans le cas pessimiste ou la couverture impermeable des sites de stockage n'assure plus sa fonction. Notre contribution consiste a caracteriser puis modeliser l'alteration des proprietes mecaniques. La trop lente cinetique de degradation des eaux faiblements mineralisees a l'echelle d'un travail de doctorat, nous a conduit a proposer l'utilisation d'une solution de nitrate d'ammonium fortement concentree comme methode acceleree de degradation d'une pate de ciment par ces eaux faiblement mineralisees. Cette methode, validee experimentalement, nous a permis de quantifier la diminution des performances mecaniques sur des pates de pures de ciment, et sur des pates additionnees de fumees de silice afin de provoquer une attaque selective des silicates de calcium hydrates (csh). Les resultats obtenus sur ces deux melanges nous ont conduit a proposer un modele de repartition des contraintes a la rupture en fonction du taux de degradation des eprouvettes, et un modele de calcul du gain de porosite associe. Ces modeles sont originaux dans la mesure ou ils tiennent compte de la nature des hydrates lixivies. Ainsi, leur application montre que, dans le cas d'une pate dure de ciment, la perte de resistance a la compression est essentiellement regie par la dissolution de la portlandite qui cree une porosite de type capillaire. Enfin, nous avons aborde une etude sur mortiers dans le but d'introduire l'aureole de transition. Les resultats obtenus montrent que la lixiviation de la portlandite, plus abondante dans cette zone interfaciale, conduit a une diminution des proprietes mecaniques plus prononcee que dans le cas de la pate pure de ciment
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Perfettini, Josée. "Etude de l'altération d'un matériau d'enrobage des déchets radioactifs, le ciment CPA, par des microorganismes hétérotrophes isolés de milieux naturels". Aix-Marseille 3, 1989. http://www.theses.fr/1989AIX30040.
Resumen
Etude de la degradation du ciment cpa par les acides organiques produits par les microorganismes. Mise en evidence d'une perte de masse, d'une lixiviation du calcium, d'une dissolution des cristaux de portlandite et d'une augmentation des pores et d'une diminution de la resistance mecanique. Determination des conditions optimales pour que ce phenomene soit favorise
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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.
Resumen
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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Yang, Diansen. "Caractérisation par la mesure de perméabilité au gaz de l’endommagement mécanique et hydrique dans l’EDZ des argilites du Callovo-Oxfordien". Paris, ENMP, 2008. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00004660.
Resumen
Ce travail porte sur l’étude des propriétés de confinement vis-à-vis des gaz des argilites du Callovo-Oxfordien du site de Meuse/Haute-Marne au voisinage d’un puits d’accès afin de répondre les questions sur la stabilité des ouvrages souterrain. Un protocole de mesure de la perméabilité au gaz a été élaboré en prenant en compte la très faible perméabilité des argilites et les effets de désaturation. Les trajets de chargement mécanique et de pression de gaz ont été déterminés par rapport aux chargements in situ. La perméabilité au gaz sur des éprouvettes prélevées à différentes distances, de 0,1 à 12,5 m, de la paroi du puits d’accès au LSMHM a été mesurée pour caractériser l’EDZ. Les résultats obtenus sous iso de 11 MPa sont compris entre 10-21 et 10-22 m² et ils ne présentent pas de variations significatives entre la zone potentiellement endommagée et la zone présumée intacte. Sous chargement déviatorique, la variation des mesures de perméabilité est peu significative compte tenu de la précision du dispositif de mesure. Des éprouvettes jumelles d’argilites supposés intactes ont subi différents paliers hydriques à l’aide des solutions salines (HR variant de 25 % à 98 %) pour constituer un cycle complet désaturation – resaturation. Pour chacune des Sr imposées, des mesures de perméabilité ont été effectuées. Les caractéristiques de sorption et désorption ont été mesurées et analysées. Kgaz sous iso de 5 MPa augmente de 10-21 m² à 10-18 m² lorsque HR varie de 98 % à 25 %. Kgaz et Sr d’argilites présentent une relation quasi-linéaire dans un repère log(k)-Sr. L’étude de l’évolution de kgaz en fonction de 1-3 confirme un faible effet du 1-3 sur kgaz, même si 1-3 dépasse le seuil d’endommagement et s’il est proche de rupture. La déformabilité et la vitesse des ondes des éprouvettes d’argilites ont été suivies pendant les essais. La microstructure des argilites a été étudiée à l’aide de la porosimétrie au mercure. Les facteurs influençant la mesure de perméabilité tels que : l’effet Klinkenberg, la variation du degré de saturation pendant l’essai, la dissolution du gaz et le déplacement d’eau par le gaz, et surtout l’étanchéité du système, ont été abordés dans cette étudeThe work presented here covers the investigations on the variation of geomechanical proprieties of the approximately 500 m deep MHM in France (mudstone in the departments of Meuse/Haute-Marne), chosen as a potential medium for nuclear waste disposal by ANDRA. In order to measure the very low permeability of mudstone and to observe the dependency on saturation, a special test scheme on measurement of gas permeability has been developed. In the scheme, in situ referenced stresses have been chosen as the stresses acting on the solid matrix. To estimate the mechanical damage of storage induced by the excavation, laboratory tests on gas permeability have been conducted on samples recovered from different locations situated at different distances from the wall of the main access shaft of the MHM (from 0,1 m to 12,5 m). Results of gas permeability obtained under iso of 11 MPa vary between 10-21 and 10-22 m² and do not show significant variations between damaged zones and intact zones. The variation of gas permeability under the cycle of loading and unloading is not significant. The oviparous intact samples have been imposed different saturations by salt solutions (with HR from 25 % to 98 %) to form a cycle of de- and re-saturation. The characters of mudstone during the sorption and desorption were measured and analyzed. Kgaz under iso of 5 MPa increases from 10-21 to 10-18 m² when the HR decreases from 98 % to 25 %. A quasi-linear relation between log(k) and Saturation has been observed and mathematically formulated. The study of kgaz as a function of deviator stress confirms that the effect of the deviator is not evident, even when the deviator excesses the damage threshold. The deformation and the acoustics velocity of samples have been traced during the tests and the microstructure of mudstone has been studied with the method of mercury intrusion. The factors influencing the measure of gas permeability, such as the Klinkenberg effect, the variation of saturation during the tests, the dissolution of gas in water and the water transformation due to the gas pressure, especially the leak tightness of the testing system, have been discussed in the study
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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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Achour, Rim. "Etude de la fissuration précoce d’une série argileuse : analyse tridimensionnelle du réseau fissural et modélisation numérique". Paris, ENMP, 2007. http://www.theses.fr/2007ENMP1509.
Resumen
Ce travail, issu d’une coopération entre l’ENSMP et l’ANDRA pour l’étude d’un stockage potentiel de déchets radioactifs en formation géologique profonde, s’intéresse à la fissuration précoce d’argilites provenant de la colline du Puy (S-E de la France). L’originalité du travail consiste à avoir tenté de reconstituer les différentes phases de l’histoire géologique du matériau depuis son état initial de sédiment mou jusqu’à son état induré et tenté de comprendre les facteurs ayant engendré l’initiation de la fissuration précoce. En se basant sur la géologie de la colline du Puy et sur les observations et analyses minéralogiques des échantillons représentatifs de cette série, un scénario de mise en place des premières générations de fissures précoces a été proposé. Dans le but de confirmer ce scénario, une méthodologie basée sur l’utilisation du logiciel Gocad, a été établie pour reconstituer en 3D et individualiser les différentes générations de fissures. Cette méthode confirme les résultats obtenus par les méthodes utilisées précédemment et nous renseigne sur la nature des premières déformations. Une modélisation hydromécanique utilisant le logiciel Flac, valide sur un modèle constitué d’un banc marneux intercalé entre deux bancs argileux, l’apparition d’une déformation localisée sur des hétérogénéités de la structure de la roche. Une des originalités de la démarche suivie est d’avoir permis de repérer les déformations précoces dans des bancs plus calcaires dont l’induration rapide a permis la conservation des informations permettant l’établissement d’une chronologie de la fissuration applicable à l’ensemble de la sérieThis research arose from the co-operation between ENSMP and ANDRA for the study of a potential geological formation for the disposal of the radioactive waste. A main goal is the study of the early cracking within shales from “le Puy” hill in the S-E of France. The originality consists in trying to reconstitute through a timescale the phases of the geological history of the sediment since its mud state to its hardened state. Thus to be able to understand the factors which generated the initiation of early cracking. A scenario of the early cracking based on the study of the structure and the lithology of and from observations and analyses of representative samples was proposed. With the aim of confirming this scenario, a methodology based on the GOCAD software, was established to be able to reconstitute in 3D and individualize the generations of cracks. This confirms the results obtained by other methods and informs us about the nature of the modes of deformations. A numerical FLAC hydro-mechanic modelling simulates a model composed of a marl band intercalated between two argillaceous bands. The model validates the first modes of deformations located on heterogeneities. The witnesses of this history of the early deformations affecting the lithological series are very largely obliterated in the most argillaceous layers. It is one of the originalities of this work to have made it possible to locate them in marl layers whose fast induration allowed their conservation then to gather the informations allowing the establishment of a chronology of cracks applicable to the whole series
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Fourno, André. "Modélisation multi-échelle des transferts en milieux fracturés : application au site de Äspö (Suède)". Poitiers, 2005. http://www.theses.fr/2005POIT2277.
Resumen
Dans le cadre de la problématique de l'enfouissement des déchets nucléaires, la barrière géologique constitue la dernière zone de transfert des radio-éléments. Cette barrière pouvant être fracturée des recherches sont menées pour faire progresser la modélisation des transferts en milieu fracturé. La complexité du milieu rend cette tâche complexe. De plus, après fermeture du site, les écoulements lents dans le milieu favorisent des phénomènes diffusifs dans la roche qui contribuent à augmenter le temps de transit des radio-éléments. Dans ce contexte, une approche Smeared Fractures a été développée pour un schéma en Eléments Finis Mixtes Hybrides et implémentée dans le code Cast3M. Cette approche permet d'éviter un maillage coûteux des fractures principales en les représentant par un champ hétérogène de propriétés sur un maillage régulier. Ces propriétés sont affectées de manière à respecter les critères de conservation des flux (hydraulique et massique) à l'échelle de la fracture. L'approche Smeared Fractures, comparable pour l'écoulement à une approche discrète conserve le caractère 3D de la géométrie des blocs matriciels lors de la résolution du transport. En respectant des critères de discrétisation établis, et suivant la précision désirée, cette approche permet de réduire les temps de calcul. Les résultats de validation et de qualification appliquée à des géométries 2D et 3D, synthétiques et réalistes, sont présentés pour différents jeux de paramètres physiques. Des applications au site d'Äspö (Suède) clôturent ce travailIn the field of nuclear waste storage, the geological barrier is the last transfer zone for radio-elements. Since fractures are to be found in geological media, special emphasis is put on improving modeling approaches to transfer processes in fractured media. It remains a challenging task due to the medium complexities. In addition, for post closure natural flow conditions, flow is slow and diffusion processes play a major role contributing to the retention of the plume. In this context, a Smeared Fractures approach was developed for a Mixed and Hybrid Finite Element scheme and implemented in our code, Cast3M. The fractured block is represented on regular mesh, the presence of the fracture being taken into account through an heterogeneous field of parameters. Considering conservation of flow and mass fluxes for each fracture, these parameters are derived. The Smeared Fractures approach, comparable to discrete modeling for flow, takes full 3D matrix block geometry into account for transport. The discretization have to comply with criteria that were established. Nevertheless, within these boundaries coarser discretization is possible allowing for notable computing costs. The validation and qualification phase was conducted for 2D and 3D cases. These include results on synthetics and realistic systems, for different flow regimes and parameter values. The approach is finally applied on several cases from the Äspö site, Sweden
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Khvoenkova, Nina. "Homogénéisation d'un site de stockage et-ou d'entreposage, en milieu souterrain fracturé ou endommagé". Lyon 1, 2007. http://www.theses.fr/2007LYO10108.
Resumen
Ce travail de thèse est consacré au développement et à la validation d'un modèle homogénéisé d'écoulement et de transport d'un polluant radioactif dans une roche fracturée à l'aide d'une méthode d'homogénéisation. Partant des données expérimentales pour des sites granitiques et calcaires on retrouve les modèles homogénéisés pour des cas physiquement différents (fracturation fine ou épaisse, différents rapports entre les coefficients de perméabilité et de diffusion, porosités et coefficients de retard). Les équations homogénéisées prennent en compte l'information du système microscopique~: l'échange entre fractures et blocs poreux, et l'information de la structure du milieu initial non-homogène. Les modèles microscopiques étudiés impliquent trois types d'échange différents. L'étude numérique des modèles homogénéisés offre des résultats très proches des simulations directes et met en évidence qu'il est possible d'utiliser des modèles homogénéisés pour des besoins industrielsThis thesis is devoted to the development and the validation of homogenized flow and radioactive pollutant transport in the fractured rock obtained by homogenization method. We established homogenized models for different physical cases (thin or thick fracturation type, different relations between the permeability and diffusion coefficients, porosities and retard coefficients) from the experimental data on the granite or limestone sites. The homogenized equations keep the information on the microscopic system~: the exchange between fractures and matrix blocs and the initial nonhomogenised media. The studied microscopic models result in three different exchange types. The numerical study of homogenized models shows that the results are closes to the direct simulations. Conclusion is that it is possible to use the homogenization method for industrial needs
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Gin, Stéphane. "Etude expérimentale de l'influence d'espèces aqueuses sur la cinétique de dissolution du verre nucléaire R7T7". Poitiers, 1994. http://www.theses.fr/1994POIT2323.
Resumen
Ce travail est une contribution a l'etude de la corrosion en phase aqueuse du verre nucleaire de reference r7t7. Il comprend une partie bibliographique qui fait etat des etudes anterieures et souleve les difficultes qui apparaissent dans l'interpretation des interactions dans les systemes contenant des materiaux argileux a proximite du verre. Une methodologie experimentale est proposee: elle vise a etudier de facon separee l'effet des especes aqueuses inorganiques et de quelques acides organiques sur les mecanismes et la cinetique de dissolution du verre r7t7 a 90c. Les resultats experimentaux presentes dans ce memoire accreditent l'idee selon laquelle plusieurs elements formateurs de reseau presentent un caractere cinetiquement limitant. L'hypothese la plus probable pour expliquer l'absence de conditions de saturation vis-a-vis du verre dans certains milieux argileux est la complexation d'elements metalliques issus de la corrosion du verre et presentant un role cinetiquement limitant, tel que l'aluminium. Par rapport aux contexte du stockage geologique des verres nucleaires ce travail contribue a une meilleure definition des mecanismes de base de la dissolution du verre. Il permettra d'interpreter les etudes d'alteration du verre dans des solutions de compositions reelles ou realistes et pourra contribuer a la definition de barrieres chimiques par ajout a proximite du colis de verre d'especes favorisant la stabilite de la matrice vitreuse (silice amorphe, d'hydroxydes d'aluminium, phosphates)
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Marty, Nicolas. "Modélisation couplée (transport-réaction) des interactions fluides-argiles et de leurs effets en retour sur les propriétés physiques de barrières ouvragées en bentonite". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2006/MARTY_Nicolas_2006.pdf.
Resumen
L’objectif de cette thèse est de développer la modélisation du comportement d’une barrière ouvragée d’alvéole de combustible usé en argile compactée, dans les conditions envisagées pour le stockage de déchets radioactifs et en présence de fer libéré par la corrosion des conteneurs métalliques. L’originalité de ce travail est d’étudier les effets en retour de la modification chimique et minéralogique des argiles, mises en condition de stockage, sur leurs propriétés physiques et par conséquent sur leurs caractéristiques de transport (porosité, diffusion moléculaire, perméabilité). Cet effet en retour a été simulé en utilisant le code KIRMAT (Kinetic of Reaction and MAss Transfer). Ce modèle, développé sur la base du modèle géochimique KINDIS, couple les équations de transport (convection et diffusion) et de réaction (thermodynamique et cinétique) dans une approche 1D. L’ensemble des simulations présentées a été effectué en conditions saturées en eau, à 100°C et sur une durée d’interaction de 100 000 ans. Les résultats obtenus montrent que la montmorillonite de la barrière ouvragée est partiellement transformée, essentiellement aux interfaces avec la roche hôte du stockage (argilite du Callovo-Oxfordien) et avec les conteneurs de déchets en acier. Au contact du fluide du Callovo-Oxfordien, la smectite se transforme principalement en illite et en saponite. Simultanément, le fer libéré par le surconteneur en acier provoque l’apparition de phases porteuses de FeII (oxydes, carbonates, chlorites, argiles di et trioctaédriques). Ces processus localisés aux parties externes du profil modélisé provoquent la dissolution de la smectite. Le suivi des propriétés physiques de la bentonite MX-80 montre une fermeture drastique de la porosité (colmatage) de part et d’autre de la barrière ouvragée, engendrant une diminution du transport de masse par diffusion moléculaire, notamment à l’interface avec le fer. Les lois de perméabilité retenues dans cette étude montrent une diminution de la conductivité hydraulique en corrélation avec l’évolution de la porosité. La pression de gonflement exercée par la barrière diminue à proximité de la formation du Callovo-Oxfordien. Dans la majorité du profil, la barrière ouvragée garde ses propriétés physiques initiales (porosité, diffusion moléculaire, perméabilité et pression de gonflement). Ces modélisations vont dans le sens d’une préservation des fonctionnalités de la barrière ouvragée argileuse sur le long terme.
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Chen, Zongyuan. "Adsorption of radionuclides on engineered and geological barriers of high-level nuclear waste repositories : sorption experiments, spectroscopy study, geochemical modelling and molecular dynamics simulation". Nantes, 2014. http://www.theses.fr/2014NANT2081.
Resumen
L'objectif de cette thèse est de contribuer au développement de modèles de sorption des cations (Eu3+Cs+ et Ni2+) par les matériaux argileux pertinents et importants dans le contexte du stockage des déchets radioactifs de forte activité (barrières ouvragée et géologique). La modélisation géochimique se base sur le résultat d'expériences de type batch et d'études spectroscopiques effectuées en fonction des facteurs significatifs pouvant affecter le sorption (pH, impact de la complexation en solution) dans des conditions proches de celles attendues in-situ (système intact, atmosphère contrôlée). Une étude complémentaire par dynamique moléculaire est réalisée afin d'améliorer qualitativement et quantitativement la compréhension de l'interaction entre les cations et les minéraux argileux au niveau moléculaire, avec un focus sur le notion d'additivité. L'étude du système Eu/phosphate/bentonite indique l'existence de complexes de surface ternaires qui contribue à augmenter la sorption. L'adsorption du Cs+ et du Ni2+ par les argilites du Callovo-Oxfordien (COX) est dominée par la fraction argileuse. Un modèle suivant une approche « bottom-up » et basé sur les mécanismes d'adsorption de surface permet de bien décrire le comportement du Cs+ observé in-situ et étudié au laboratoire. Une comparaison des paramètres du modèle est faite avec ceux déterminés par dynamique moléculaire. La description du système Ni/COX apparaît plus complexe pour lequel un phénomène lent de sorption doit être pris en compte corrrespondant de manière probable à l'incorporation de ce dernier par les minéraux carbonatésThis thesis contributes to the development of sorption models for cations (Eu3+, Cs+ and Ni2+) on clay materials relevant and important in the context of high-level radioactive waste disposal (engineering and geological barriers). The geochemical modeling is based on the results of batch-type experiments and spectroscopic studies performed to take into account the significant factors which may affect the sorption(pH, impact of the complexation in solution) under conditions expected to be nearly in-situ (intact system, controlled atmosphere). A complementary molecular dynamics simulation study is realized to improve the qualitative and quantitative understanding of the interaction between the cations and the clayey minerals at the molecular scale with a focus on the notion of additivity. The study on the Eu/phosphate/bentonite system indicates the formation of ternary surface complexes which contributes to the increase of sorption. The adsorption of Cs+ an Ni2+on Callovo-Oxfordien formation (COx) is dominated by the clayey fraction. A model using a « bottom-up » approach and based on the mechanisms of surface adsorption allows us to describe well the Cs+ behavior observed in-situ and studied in the laboratory. The parameters from the Cs+modeling are compared with those determined by molecular dynamics. The description of the Ni/COx system seems more complex, because a slow phenomenon of sorption must be taken into account which is likely to correspond to the incorporation by carbonated minerals
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Postel, Catherine. "Contribution à l'étude des radionucléides émetteurs gamma dans les huitres du département de la Manche". Caen, 1991. http://www.theses.fr/1991CAEN3070.
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Poulard, Karine. "Étude de l'influence de la corrosion en milieu basique sur le relâchement d'activité par la zircone : application au stockage des coques". Lyon 1, 2001. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007333.
Resumen
Dans une perspective de stockage géologique des coques, il est nécessaire de comprendre les mécanismes mis en jeu dans le relâchement d'activité lors du contact entre les coques et l'eau infiltrée dans les structures bétonnées. Ce relâchement d'activité peut avoir différentes origines dont la dissolution partielle de la couche d'oxyde. Afin de simuler l'eau infiltrée dans les matrices bétonnées lors du stockage, les échantillons sont mis en contact avec une solution basique dans un autoclave en nickel. Les études de corrosion sont effectuées à des températures comprises entre 250°C et 300°C. L'expérience dure 12 semaines avec un prélèvement d'échantillons toutes les deux semaines. Les mesures de la dissolution partielle de la couche d'oxyde ont été effectuées sur des échantillons implantés en europium en surface (Rp = 42 nm). Ce marqueur, de faible réactivité chimique, a été choisi après s'être assuré que sa diffusion thermique dans la zircone à 300°C était négligeable. La perte d'europium analysée par RBS nous a permis d'estimer une épaisseur moyenne de zircone dissoute et une cinétique de corrosion de l'ordre de 1 nm par jour à 300°C. Parallèlement à l'étude de la dissolution de la zircone, nous avons mené une étude sur le relâchement d'iode, dont l'isotope 129 a une longue période et une forte toxicité. Son comportement est caractérisé par deux phases. Tout d'abord un relâchement très rapide indépendant de toute dissolution, puis une phase stationnaire comme si l'iode restant à faible concentration était piégé sur la surface corrodée. Nous avons tenté d'identifier le mécanisme mis en jeu dans ce relâchement spécifique de l'iode. Nous avons observé une corrélation entre la présence d'iode et la présence d'ions OH- (déduite des profils d'hydrogène) sur les 100 premiers nanomètres de la surface. Ces phénomènes peuvent être expliquées par la complexation de l'iode.
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Baudu, Samuel. "Étude d'une couverture capillaire et dynamique pour le recouvrement des matériaux issus de l'extraction et du traitement des minerais d'uranium". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1998. http://www.theses.fr/1998INPL021N.
Resumen
Le but de ce travail est d'évaluer la faisabilité et l'efficacité du recouvrement de résidus miniers uranifères à l'aide de produits naturels. Situé dans l'Aveyron, le stockage de Bertholène renferme des boues de traitement des eaux, du minerai désuranié issu des stalles d'attaque et différents stériles miniers. Ces derniers se caractérisent par la présence de sulfures (0,3%) à l'origine d'une acidification des eaux de percolation. Ce phénomène est favorisé par la minéralogie des produits, par leur forte granulométrie et par la présence de bactéries du genre Thiobacillus ferrooxidans. La couverture étudiée remplit initialement trois fonctions à savoir, le contrôle des entrées d'eau, le contrôle des entrées d'oxygène et des sorties de radon, le contrôle de la chimie des infiltrations. Ces trois fonctions ont été étudiées séparément au cours d'expérimentations spécifiques. Nous avons montré que, du fait de la géométrie du stockage et de la présence de produits néoformés, l'arrêt de l'oxydation des sulfures, soit par la mise en place de produits alcalins sous la couverture, soit en privant le système d'oxygène, n'était pas envisageable. Le contrôle des infiltrations serait réalisé par la mise en place d'une couverture capillaire intégrant une couche argileuse. L'expérimentation in situ permet d'envisager une limitation importante des infiltrations à l'échelle industrielle. Le suivi du pilote sur 33 mois met en évidence le bon fonctionnement du système capillaire. Il est montré notamment que la couche d'argile est protégée du gel et demeure saturée en permanence assurant ainsi sa fonction d'étanchéité et limitant la migration du radon vers l'atmosphère extérieure. En contrôlant les entrées d'eau dans le stockage, la couverture capillaire permet de minimiser les volumes des eaux polluées et de limiter le départ des polluants vers l'environnement.
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Hoteit, Hussein. "Simulation d'écoulements et de transports de polluants en milieu poreux : application à la modélisation de la sûreté des dépôts de déchets radioactifs". Rennes 1, 2002. http://www.theses.fr/2002REN10060.
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Robinet, Jean-Charles. "Minéralogie, porosité et diffusion des solutés dans l'argilite du Callovo-Oxfordien de Bure (Meuse, Haute-Marne, France) de l'échelle centimétrique à micrométrique". Poitiers, 2008. http://theses.edel.univ-poitiers.fr/theses/2008/Robinet-Jean-Charles/2008-Robinet-Jean-Charles-These.pdf.
Resumen
A l’échelle mésoscopique (~cm-µm), la diffusion des solutés ioniques dans l’argilite du Callovo-Oxfordien de Bure (Meuse/Haute Marne, France) dépend de l’organisation spatiale de la porosité et des minéraux (principalement argiles, carbonates et quartz). L'obtention de cartes minérales 2-D (microscopie électronique) ou 3-D (microtomographie de rayons X) est rendu possible par le développement de techniques de segmentation spécifiques. Les cartes de porosité obtenues par la méthode 3H-PMMA sont clairement corrélées à la minéralogie. Elles démontrent que les porosités locales (~µm) et globales (~cm) dépendent principalement de la teneur en minéraux argileux, les quartz et les carbonates pouvant être considérés comme non poreux. La diffusion des solutés a été modélisée à partir de la distribution spatiale 3-D réelle des minéraux et de la porosité. Cette approche a permis de quantifier le rôle des minéraux non poreux sur la géométrie des chemins de diffusion dans l’argilite. Le facteur de géométrie des chemins de diffusion a été corrélé à la teneur et la morphologie des minéraux non poreux. Les résultats obtenus ont mis en évidence une anisotropie de diffusion due à l’orientation préférentielle des grains de quartz et de carbonates dans le plan de sédimentation. A partir de méthodes de cartographies élémentaires, la distribution spatiale de l’ion Cu2+ et des minéraux a été acquise à l’échelle mésoscopique après une expérience de diffusion. Les résultats expérimentaux confirment les liens existant entre diffusion et minéralogieIn Bure Callovo-Oxfordian argillite (Meuse/Haute Marne, France), the spatial organisation of porosity and minerals (mainly quartz, carbonates, and clays) controls the solute diffusion at mescoscopic scale (~cm-µm). New developments in the field of image analysis were devoted to extract mineral maps from 2-D (scanning electron microscopy) and 3-D (X-ray microtomography) imaging techniques. The porosity maps provided by the 3H-PMMA method demonstrate that porosity and mineral distributions are clearly correlated. The local (~µm) and global (~cm) porosity depend mainly on clay mineral content, carbonates and quartz being unporous. Solute diffusion was modelled from actual 3-D mineral and porosity spatial distribution. Using this numerical approach, diffusion pathways were quantified according to the mineral distribution. The geometry factor was correlated to the fraction and the morphology of unporous mineral. A diffusion anisotropy due to the preferential orientation of carbonates and quartz was also underlined by this approach. In an experimental way, Cu2+ diffusion and mineral was visualised and quantify at mescoscopic scale from elemental mapping methods. These techniques provide various relationships between Copper distribution and mineralogy
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Larive, Elodie. "Etude expérimentale des roches à très faible perméabilité par la mise en oeuvre d'un perméamètre de précision". Montpellier 2, 2002. http://www.theses.fr/2002MON20070.
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Massat, Myriam. "Caractérisation de la microfissuration, de la perméabilité et de la diffusion d'un béton : application au stockage des déchets radioactifs". Toulouse, INSA, 1991. http://www.theses.fr/1991ISAT0033.
Resumen
La durabilite des conteneurs de dechets radioactifs de faible activite, doit etre garantie pour 300 ans. Dans ce but des modeles previsionnels ont ete developpes: ils prennent en compte les degradations que peut subir le beton de conteneur sous l'effet d'une part des agents agressifs transportes par les eaux d'infiltration, et d'autre part d'alterations mecaniques. Un programme de recherche destine a prendre en compte les aspects mecaniques dans l'evaluation de la duree de vie des conteneurs s'est mis en place avec la commissariat a l'energie atomique. Dans une premiere etape nous avons developpe une methodologie et des outils destines a la caracterisation d'un etat de fissuration. Dans une deuxieme etape nous avons etudie la variation de certaines proprietes en fonction de l'etat de fissuration du beton. Ces grandeurs ont ete choisies car elles sont essentielles vis-a-vis du role de stockage des conteneurs, c'est-a-dire vis-a-vis des transferts dans le beton. Il s'agit de la permeabilite a l'air, et de la diffusion du tritium, du cesium 137, et des ions chlorures
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Poulain, Sébastien. "Caractérisation microbiologique de l'argile à Opalinus du Mont Terri et de l'argilite du Callovo-Oxfordien de Meuse/Haute-Marne". Bordeaux 1, 2006. http://www.theses.fr/2006BOR13281.
Resumen
Cette thèse entre dans le cadre des recherches de l’axe 2 de la loi Bataille du 30 décembre 1991 sur l’éventualité d’un stockage géologique profond des déchets nucléaires de moyenne ou haute activité à vie longue. Au voisinage d'un tel site, la présence de microorganismes pourrait influencer la mobilité de radionucléides issus des colis de déchets. Ce travail a consisté à rechercher la présence de microorganismes autochtones dans l’argile à Opalinus du Mont Terri (Suisse) et dans l’argilite du Callovo-Oxfordien de Meuse/Haute-Marne (France). L’exploration de ces environnements peu étudiés du point de vue microbiologique indique une très faible densité cellulaire dans les sédiments argileux analysés, mais a néanmoins conduit à l’isolement d’espèces bactériennes nouvelles. En outre, des analyses microbiologiques ont permis la caractérisation d’une partie de la population microbienne introduite dans le laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne par la ventilation du site et l’activité humaine.
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Jougnot, Damien. "Etude géophysique des phénomènes de transfert dans les argilites du callovo-oxfordien partiellement saturées en eau : application à l'EDZ du site de Bure". Chambéry, 2009. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00720664.
Resumen
Afin d'étudier la faisabilité du stockage des déchets radioactifs à haute activité et à vie longue, I'ANDRA a mis en place un laboratoire de recherche souterrain dans les argilites du Callovo-Oxfordien à environ 500 mètres de profondeur. L'excavation de galeries dans ce type de formations argileuses profondes induit une zone d'endommagement (EDZ) qui se caractérise principalement par des perturbations mécaniques et hydriques qui évoluent au cours du temps. Nous nous sommes intéressé à l'étude des phénomènes de transferts hydriques, ioniques et thermiques dans les argilites partiellement saturées par des méthodes géo-électriques non intrusives : la polarisation provoquée spectrale et la polarisation spontanée. Les travaux que nous avons menés ont permis de développer des modèles mécanistiques pour relier les résultats des mesures géo-électriques sur échantillons à des propriétés de transport en milieu partiellement sature : coefficient de diffusion effectif et conductivité thermiqueIn order to study the high activity long life radioactive waste storage, ANDRA has built an underground laboratory in the Callovo-Oxfordian clay-rocks at 500 meters deep. Gallery excavation in deep clay-rock formations induces an Excavated Damaged Zone (EDZ) characterized by hydro-mechanical perturbations evolving with time. We have used geo-electrical methods to study hydraulic, ionic, and thermal transfer phenomena in partially saturated clay-rocks: the spectral induced polarization and the streaming potential. We have developed mechanistic models to link geo-electrical results on samples to transport properties in partially saturated conditions: effective diffusion coefficient and thermal conductivity
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Koffi, Kouadio. "Contribution à l'étude des processus couples hydrogéochimiques dans les stocks de déchets miniers : le cas du site de Carnoulès (Gard, France)". Montpellier 2, 2004. http://www.theses.fr/2004MON20072.
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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.
Resumen
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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Kister, Philippe. "Mobilité des éléments géochimiques dans un bassin sédimentaire clastique, du Protérozoi͏̈que à nos jours : le bassin Athabasca (Saskatchewan, Canada)". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL062N.
Resumen
Déterminer à quel moment, de quel source, et vers où, les éléments géochimiques ont été transférés ou transportés à l'échelle des grands bassins sédimentaires constitue un enjeu majeur pour la compréhension des mécanismes de migration et de concentration des métaux. L'objectif de cette étude est de tracer et dater les migrations d'éléments qui ont eu lieu au cours de l'histoire d'un bassin sédimentaire clastique Protérozoïque, le bassin Athabasca, à la base duquel ont été découverts les gisements métalliques les plus riches du monde. Cet environnement, capable de préserver de fortes concentrations uranifères pendant plus d'un milliard d'années, représente un bon terrain d'étude d'analogues naturels du concept de stockage souterrain des déchets radioactifsIn order to understand the mechanisms of migration and deposition of ore elements, it is essential to determine the timing, source, and destination of the geochemical element mass transfers and/or transportation on a scale encompassing the great sedimentary basins. The purpose of this study is to trace and to date the element migrations that occurred during the history of a Paleoproterozoic clastic sedimentary basin, the Athabasca Basin, which hosts the world's largest and richest uranium deposits. As this geological environment was proved to be efficient to preserve high grade ore deposits for over more than one billion years, it provides an opportunity to study some natural analogues of deep geological nuclear waste storage
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Chapoulade, Elodie. "Optimisation de l'instrumentation pour le suivi et l'évaluation de l'état des alvéoles de strockage de déchets radioactifs". Thesis, Université Clermont Auvergne (2017-2020), 2019. http://www.theses.fr/2019CLFAC049.
Resumen
Dans le cadre du projet Cigéo d’enfouissement de déchets radioactifs en couche géologique profonde, l’Andra souhaite optimiser le nombre d’Extensomètres à Corde Vibrante (ECV) à mettre en place pour suivre la convergence de sections de tunnel (alvéoles) se trouvant à 490 m de profondeur. La réponse à cette problématique est posée en quatre chapitres avec (1) un état de l’art sur les méthodes de détection de dommages, d’optimisations et les modèles inverses, (2) la mise en place d’un modèle numérique, (3) la méthodologie d’optimisation permettant d’estimer la contrainte horizontale ou la déformée d’une section d’alvéole et enfin (4) les résultats de l’optimisation. Le modèle numérique permet de créer une Base De Données (BDD) des déformations potentielles et ce en fonction des paramètres qui sont issus de mesures in situ. Les incertitudes sur la rigidité du sol encaissant, la variation d’épaisseur du revêtement ainsi que la position et l’erreur intrinsèque aux capteurs sont considérées. La méthodologie d’optimisation par algorithme génétique consiste à déterminer le nombre et le placement optimaux des capteurs permettant soit d’estimer la contrainte horizontale ayant engendrée les déformations mesurées par les capteurs, soit de construire une déformée probable de l’alvéole à partir des déformations mesurées. La première méthode permet de connaître l’emplacement optimal des ECV pour détecter les déformations liées à des contraintes probables. Elle est basée sur un modèle inverse. La seconde méthode consiste à s’assurer de la réversibilité du stockage (déformée de l’alvéole permettant le retrait des colis). Elle construit une spline passant par les valeurs de déformée aux emplacements des ECV. Pour l’estimation de la contrainte horizontale, les zones de placement de capteurs les plus propices se trouvent à proximité des reins. Pour l’estimation de la déformée, les capteurs ont tendance à s’équirépartir sur le pourtour de la section. Devant la possibilité de placer les capteurs suivant différentes orientations, l’influence de cette orientation donne une préférence aux ECV orthoradiaux, tandis que les ECV radiaux n’apportent pas d’informations complémentairesIn the Cigéo project for deep geological of radioactive waste, Andra wants to optimize the number of Vibrating Wire Extensometers (VWE) to follow the convergence tunnel (cells) cross-section built at 490 m depth. The answer to this problem is given in four chapters with (1) a state of the art on methods of damage detection, optimizations and inverse models, (2) the implementation of the numerical model, (3) the optimization methodology to estimate the horizontal stress or the deformed cell cross-section and finally (4) the results of the optimization. The numerical model allows creating a DataBase (DB) of potential strain according to the input parameters measured in situ. Uncertainties of the stiffness of the soil, the thickness variation of the coating and locations and intrinsic error of each sensor are considered. The genetic algorithm optimization methodology consists in determining the optimal number and location of the sensors allowing either to estimate the horizontal stress having generated strains measured by sensors, or build a probable deformation of the cell cross-section from the measured strains. The first method makes it possible to know the optimal location of VWE to detect strains linked to probable stresses. It is based on an inverse model. The second method is to ensure the reversibility of the storage (cell deformed allowing the withdrawal packages). It constructs a spline passing through the deformed values at the VWE locations. To estimate the horizontal stress, the best sensors placements are close to the kidneys. For the deformed estimation, sensors tend to be distributed on the cross-section periphery. Given the possibility of placing sensors in different orientations, the influence of this orientation gives preference to orthoradial VWEs while radial VWEs do not provide additional information
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Gaillard, Sophie. "Implications de la thermodiffusion dans le problème de la stabilité hydrodynamique des fluides en milieu poreux". Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1191.
Resumen
Cette recherche repose sur des investigations expérimentales, analytiques et numériques pour caractériser l'impact de la thermodiffusion (transport de matière en solution en présence d'un gradient thermique) sur les instabilités hydrodynamiques des fluides en milieu poreux. L'adaptation du code METIS de transport (masse et chaleur) en milieu poreux a conduit à inclure le transport par thermodiffusion pour les solutions binaires et ternaires (maillage 2D et 3D). La vérification de la qualité des résultats numériques a été réalisée à partir de données experimentales et de solutions analytiques. Un programme expérimental a procuré des cinétiques de concentration et des répartitions des masses à l'état stationnaire dans des milieux poreux (billes de zirconium) saturés par des solutions binaires ou ternaires et soumis à un gradient de température vertical descendant ou horizontal pour les colonnes de diffusion thermogravitationnelle (couplage thermodiffusion-convection). Le modèle METSOR (METIS modifié) reproduit correctement les données expérimentales par l'ajustement du coefficient de thermodiffusion caractérisant le transport du soluté dont les valeurs sont en accord avec l'exercice d'intercomparaison de Fontainebleau. Les problèmes de stabilité hydrodynamique ont été appréhendés à partir de solutions analytiques. Les nombres de Rayleigh thermiques (stabilité marginale) sont en accord en condition de thermique pure et thermodiffusion. Les migrations de solutés en présence de convection ne sont pas plus importantes qu'en condition de thermodiffusion pure. Ce travail a été appliqué à la modélisation de l'aquifère surplombant un stockage de déchets radioactifs pour l'ANDRAThis research involved experimental, analytical and numerical investigations to characterize the impact of thermal diffusion (mass transport under thermal gradient) on the hydrodynamic stability of fluids in porous media. The METIS code, which solves the mass and heat transport equation in porous medium, was extended to account for thermal diffusion transport in binary and ternary solutions (METSOR code). We verified the numerical results quality on experimental data and analytical results. An experimental program has provided the experimental data on the time evolution and distribution of the solute concentration at stationary state in a porous medium (zircon balls) saturated by binary or ternary solutions and operated under a downward vertical and horizontal thermal gradient. The METSOR outputs are in good agreement with the experimental data with the help of the thermal diffusion coefficient that characterize the solute transport and with the Fontainebleau benchmarking exercise. To investigate the hydrodynamic stability problem, we developed and used some analytical solutions. The Rayleigh numbers, which characterize the marginal state in pure thermal and thermal diffusion problems for binary solutions, are in good agreement. Exploratory modelling with the METSOR code showed that there was no significant change in the chemical composition pattern of the system due to the potential coupling between convection and thermal diffusion, as is the case with an horizontal thermal gradient (thermogravitational coupling). One of the applications of this research is the safety analysis of radioactive waste disposals geologic media for ANDRA
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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.
Resumen
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 argileuseLn 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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Lefèvre, Grégory. "Mécanismes de sorption des ions iodure sur les oxydes et les sulfures de cuivre divisés : perspectives environnementales". Nancy 1, 1999. http://www.theses.fr/1999NAN10257.
Resumen
Le transfert à l'homme de l'iode radioactif libéré dans l'environnement présente un risque majeur pour la santé. Les composés du cuivre possèdent une affinité suffisante envers cet élément pour le "piéger" au sein d'une phase solide. Ces recherches sont utiles dans (1) l'obtention d'un matériau tampon empêchant l'iode-129, libéré par des déchets nucléaires, d'atteindre la biosphère, (2) le développement de procédés de décontamination, (3) la prévision du devenir de l'iode dans l'environnement et (4) la conception de méthodes d'analyse basées sur une préconcentration de l'iode sur un solide. Trois systèmes du cuivre ont été utilisés : Cu2O , les sulfures de cuivre (Cu2S, CuFeS2 et CuS) et le mélange cuivre métallique 1 carbonate de cuivre (II). Cul se forme sur Cu2O dans des solutions acides. L'adsorption des iodures a lieu dans des solutions basiques, par échange avec les hydroxyles de surface de Cu2O, qui perd ses propriétés de fixation si un potentiel réducteur le transforme en cuivre métallique. Une méthode d'analyse électrochimique de l'iodure par préconcentration sur Cu2O en solution acide a été développée ; sa limite de détection est de 5. 10-7 M. Les trois sulfure de cuivre utilisés (Cu2S, CuFeS2 et CuS) adsorbent les iodures. La similitude de leur réactivité est liée à la présence du cuivre (I). La stabilité de Cu2S et de CuFeS2 permettrait à ces composés de garder leur efficacité aux potentiels réducteurs du milieu souterrain. Enfin, au contact d'un mélange cuivre métallique/azurite, les iodures précipitent à la surface du cuivre. Cette étude est donc une synthèse des propriétés des systèmes du cuivre (I) envers les iodures en concentration élevée (>10-4 M).
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Didot, Alexandre. "Corrosion sous contrainte des aciers non alliés dans les conditions du stockage géologique". Compiègne, 2008. http://www.theses.fr/2008COMP1787.
Resumen
Le but de cette étude est de déterminer si des phénomènes de fissuration par corrosion sous contrainte (CSC) sont possibles, dans les conditions du stockage géologique des déchets radioactifs, sur les aciers non alliés envisagés pour la réalisation des tubes guides et des surconteneurs. Le retour d'expérience des cas de fissurations des conduites enterrées, indique l'existence de deux types de CSC qui se distinguent par une fissuration, trans- ou intergranulaire, associée à deux domaines potentiel - pH. Il est, en général, admis que la CSC transgranulaire repose sur des phénomènes de fragilisation par l'hydrogène et que la CSC intergranulaire est gouvernée par un mécanisme de rupture de film passif. Des essais de traction lente ont été réalisés pour déterminer les domaines de sensibilité à la CSC sur des matériaux provenant de prototypes représentatifs des surconteneurs. Comme les essais de traction lente surestiment les risques liés à la CSC dans les conditions du stockage, un essai, d'une durée d'un an, a été réalisé pour vérifier si l'amorçage est possible sous des sollicitations mécaniques statiques représentatives des contraintes résiduelles. Les résultats des essais de CSC ne permettent pas d'exclure, vis-à-vis des conditions chimiques, les risques liés à la CSC intergranulaire. Mais, on observe une fissuration par rupture différée liée à la mauvaise qualité des aciers qui ne respectent pas les spécifications préconisées pour les conduites enterrées. Une démarche expérimentale, propre aux conditions du stockage, est présentée pour valider l'utilisation des aciers non alliésThe aim of this study is to evaluate the risk of stress corrosion cracking (SCC), in the conditions of the nuclear waste storage in deep geological layer, on the carbon steels which are postpone for the construction of the lining and the canisters. References, regarding the SCC susceptibility of buried pipelines, show two types of SCC, trans- and intergranular, which are related to two potential - pH domains. Usually, transgranular SCC is attributed to hydrogen embrittlement mechanism and intergranular SCC to film rupture processes. Slow strain rate tests (SSRT) were performed in order to identify SCC susceptibility domains on samples extracted from prototypes representatives of the canisters. As SSRT tests overestimate the potential SCC susceptibility, a one year duration experiment was carried on to evaluate the materials resistance toward crack initiation under static loads representatives of residual stresses. SCC tests results did not allow us to exclude, as regards to the expected chemical conditions, intergranular SCC risks. Nevertheless, we observed delayed cracking caused by the poor quality of the selected steels which are far from the usual recommendations specified for buried pipelines. Thus, a dedicated experimental program, for this deep geological storage, is set up to assess carbon steel selection compliant with existing specifications
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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.
Resumen
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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Limery, Anasthase. "Étude et réalisation d’un lidar Raman pour la détection d’hydrogène et de vapeur d’eau dans une alvéole de stockage de colis radioactifs". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2018. http://www.theses.fr/2018SACLV005/document.
Resumen
Le projet Cigéo, mené par l’ANDRA, vise à permettre à l’horizon 2030 le stockage géologique des déchets les plus radioactifs du parc nucléaire français. Ces déchets, qui seraient placés dans des alvéoles souterraines de plusieurs centaines de mètres, sont susceptibles de relâcher de l’hydrogène gazeux (H2), un gaz inflammable dans l’air lorsque sa concentration dépasse 4%. Pour la sécurité des installations, il est indispensable de s’assurer que la concentration de H2 dans les alvéoles de stockage reste inférieure à sa limite de dangerosité. L’objectif de cette thèse, menée à l’ONERA, est de concevoir et réaliser un Lidar permettant de profiler à distance la concentration de H2 (0-4%), sur plusieurs centaines de mètres, avec une forte résolution spatiale (< 3 m), et de proposer ainsi un moyen non intrusif de détection et de prévention du risque lié à l’hydrogène. Le principe retenu est celui d’un Lidar Raman vibrationnel dans le domaine ultra-violet (355 – 420 nm). Pour sa conception, nous avons pris en compte les conditions particulières prévues dans les alvéoles de stockage. Une chaine de détection très sensible à comptage de photons a été choisie et mise en oeuvre, basée sur des détecteurs SiPM (Silicium Photomultiplier). La nécessité d’employer une voie de mesure de la vapeur d’eau, simultanément à l’hydrogène, a été mise en évidence et est liée au recouvrement partiel des spectres de diffusion Raman de H2 et H2O. Un analyseur spectral à trois voies de mesure (H2, H2O, et N2 utilisé comme référence) a été conçu et mis en place. Une méthode de traitement de signal en temps réel a enfin été réalisée pour visualiser les profils de concentrations de H2 et H2O. L’ensemble du système lidar a pu être testé dans une scène de portée réduite (100 m) permettant des relâchements d’hydrogène. Des mesures simultanées de profils de vapeur d’eau naturelle et de dihydrogène (0-2%) ont pu être démontrées avec succès à 85 m, avec une résolution spatiale et temporelle de 1 mètre et 1 minute respectivement, pour une détectivité de 600 ppmThe CIGEO project, led by the ANDRA agency, aims at enabling future deep geological disposal of french nuclear waste packages. Those packages could be stored in hundred-meters long underground galleries, and may release hydrogen gas (H2), which is explosive at concentrations above 4% in the air. For safety concerns, it is important to ensure that H2 concentration remains well below the lower explosive limit. The objective of this thesis work, conducted at the ONERA agency, is to design and build a lidar which enable high-resolution (3 m) remote profiling of H2 concentration (0-4%) over hundreds of meters. Such a lidar could perform nonintrusive H2 detection and then prevent H2-related explosion risks. This lidar measures vibrational Raman scattering in the UV domain (355 – 420 nm). Its design takes into account the specific conditions expected in storage galleries. A highspeed and sensitive detection stage has been chosen, based on SiPM (Silicium Photomultiplier) technology in photon counting mode. Due to a spectral overlap between molecular hydrogen and water vapor Raman spectra, the need of a H2O measurement channel has been demonstrated. A three-channel spectral analyzer (H2, H2O and N2 used as reference) has been designed and implemented. Signal processing in real time has been developed to display H2 and H2O concentration profiles. This lidar has been tested in a reduced range scene (100 m) enabling hydrogen gas releases. Simultaneous measurements of concentration profiles of natural water vapor and hydrogen gas (0-2%) have been performed at 85 m with 1-meter and 1-minute resolution and a 600 ppm detectivity
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Esnault, Loïc. "Réactivité géomicrobiologique des matériaux et minéraux ferrifères : impact sur la sureté d'un stockage de déchets radioactifs en milieux argileux". Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10139/document.
Resumen
Cette thèse s'est attachée à décrire le concept dynamique d'une activité microbiologique viable et durable en conditions de stockage géologique profond et à évaluer son impact sur les propriétés de confinement et les composants du stockage. Ainsi, dans cette étude, un modèle bactérien basé sur la ferriréduction a été choisi pour ses critères de viabilité dans le système et sa capacité à altérer les matériaux dans les conditions du stockage. Les principaux résultats de ce travail de thèse ont permis de démontrer la capacité du milieu à supporter l'activité bactérienne ferriréductrice et les conditions de son développement dans les environnements argileux profonds. Il a été clairement montré la biodisponibilité du Fe(III) structural des matériaux argileux et des oxydes de fer produits lors des processus de corrosion métallique. Dans ce système, la corrosion paraît être un facteur positif pour les activités bactériennes notamment en produisant une source énergétique, l'hydrogène. Les activités bactériennes ferriréductrices peuvent entraîner une reprise de la corrosion métallique via la consommation des oxydes de fer de la couche passivante. La conséquence directe pourrait être une diminution de la durée de vie des enveloppes métalliques de colisage. Dans le cas des matériaux argileux ferrifères, les conséquences d'une telle activité sont telles qu'elles peuvent avoir un impact sur l'ensemble de l'édifice poreux que ce soit en termes de réactivité chimique des matériaux ou de comportement physique de la barrière argileuse. Un des résultats les plus marquants est la cristallisation de nouvelles phases argileuses à des températures très basses, inférieures à 40°C, témoignant de l'influence considérable de l'activité microbienne anaérobie dans les transformations minéralogiques des minéraux argileux. De plus, il faut noter que ces expériences ont permis de visualiser pour la première fois un mécanisme de respiration bactérienne à distance via une extension de la disponibilité d'éléments essentiels, ici le Fe3+. En conclusion, ces résultats ont clairement démontré l'impact du facteur microbiologique sur la réactivité des matériaux argileux et métalliques tout en s'appuyant sur des paramètres de contrôle de l'activité bactérienne. La pertinence de la prise en compte de ces activités microbiologiques dans le cas des évaluations de sûreté d'un stockage est ainsi établieThis thesis sought to describe the dynamic concept of a viable and sustainable microbiological activity under deep geological disposal conditions and to assess its impact on containment properties and storage components. Thus, in this study, a model based on the bacterial ferric reduction was chosen for its sustainability criteria in the system and its ability to alter the materials in storage conditions. The main results of this work demonstrated the capability of the environment to stand the iron-reducing bacterial activity and the conditions of its development in the deep clay environments. The bio-availability of structural Fe (III) in clay minerals and iron oxides produced during the process of metal corrosion was clearly demonstrated. In this system, the corrosion appears to be a positive factor on bacterial activities by producing an energy source, hydrogen. The iron-reducing bacterial activities can lead to a resumption of metallic corrosion through the consumption of iron oxides in the passive film. The direct consequence would be a reduction of the lifetime of metal containers. In the case of ferric clay minerals, the consequences of such an activity are such that they can have an impact on the overall porous structure both in terms of chemical reactivity of the materials or physical behavior of the clayey barrier. One of the most significant results is the crystallization of new clay phases at very low temperatures, below 40°C, highlighting the influence of the anaerobic microbial activity in the mineralogical transformations of clay minerals. Furthermore, these experiments also allowed to visualize, for the first time, a mechanism of bacterial respiration at distance, this increases the field of the availability of essential elements as Fe3+ for bacterial growth in extreme environment. In conclusion, these results clearly showed the impact of the microbiological factor on the reactivity of clay and metal minerals, while relying on control parameters on bacterial activity. The relevance of taking into account these microbiological activities in the case of safety assessments of a repository is then established
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Devoy, Jérôme. "Mécanismes de sorption des espèces du sélénium (sélénite et séléniate) sur des minéraux à base de cuivre". Nancy 1, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_2001_0134_DEVOY.pdf.
Resumen
Le sélénium, à ses degrés d'oxydation IV et VI, est un élément mobile dans le milieu naturel, toxique et radioactif notamment quand il s'agit de déchets de l'industrie nucléaire (le 79Se, t1/2 = 6,5*104 ans). L'étude des processus de sorption des espèces du sélénium (sélénite et séléniate) au contact des solides naturels est essentielle pour comprendre les mécanismes de transfert de matière dans l'environnement. Nous avons étudié lors de cette thèse les mécanismes intervenant lors de l'immobilisation des espèces sélénite et séléniate par des minéraux à base de cuivre (Cu2O, CuO, Cu2S, CuS, CuFeS2 et Cu5FeS4). Ces solides présentent une stabilité variable en fonction du pH et du potentiel. Les mécanismes de sorption ont été étudiés en détail pour les oxydes de cuivre (Cu2O et CuO) vis-à-vis du sélénite et du séléniate. Une étude préliminaire de l'accumulation du sélénite sur des sulfures (Cu2S, CuS, CuFeS2 et Cu5FeS4) à base de cuivre (I) a été effectuée.
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Huang, Jiao. "L'intégration des Services Écosystémiques et de la Multifonctionnalité pour la préservation des terres agricoles péri-urbaines : analyse multi-scalaire dans le cas de la région Ile-de-France". Thesis, Paris, AgroParisTech, 2015. http://www.theses.fr/2015AGPT0091.
Resumen
L'agriculture périurbaine doit faire face au grand défi de l'extension urbaine et de l'expansion des espaces naturels et de loisirs à proximité des villes. La Multifonctionnalité de cette agriculture (AMF) et les services écosystémiques (ES) sont deux stratégies qui reconnaissent et gèrent plusieurs services et disservices de l'agriculture, au-delà de la production de la nourriture et de matières premières. AMF et ES sont des concepts étroitement liés et très complémentaires. Chacun a ses avantages et aussi ses lacunes. Cependant, les deux communautés qui portent ces concepts ont entre elles peu d’interactions et des échanges limités.L'objectif de la thèse est de contribuer à des approches intégrées de l'AMF et ES pour la recherche agricole périurbaine. Le présent mémoire (i) développe un cadre intégré des ES et de l'AMF pour l'agriculture péri-urbaine, cadre basé sur une étude comparative des travaux de recherche en agriculture portant sur chacun de ces concepts et montrant son application dans le cas de l’agriculture de la Région Ile-de-France, (ii) démontre aussi comment l’approche intégrée de l'AMF et des ES fonctionne sur des problèmes concrets liés à l'agriculture péri-urbaine, sur la base de deux études approfondies portant l’une sur la gestion des terres agricoles abandonnées et l’autre sur le recyclage agricole des déchets urbains en Ile-de -France. Des analyses multi-échelles (de la région, voire du national, au petit territoire) ont été réalisées pour ces deux thématiques.Le cadre intégré des ES et de l'AMF pour l'agriculture péri-urbaine distingue quatre catégories de combinaisons ES / fonction : (i) une fondée sur le service d'approvisionnement et ses fonctions connexes, (ii) une autre sur les services d’aménités paysagères et culturelles et les fonctions connexes (iii ) une troisième portant sur le recyclage agricole des déchets urbains, comportant les services d’absorption des déchets urbains et de fertilisation des terres agricoles (iv) enfin les fonctions environnementales, qui caractérisent les contributions des agriculteurs au maintien de multiples ES de régulation et de soutien pour les agro-écosystèmes et les systèmes semi-naturels environnants.L'étude approfondie de la gestion des terres agricoles abandonnées identifie que cet abandon des terres dans les zones urbaines est particulièrement lié aux « villes nouvelles » et à l'aéroport Roissy Charles-de-Gaulle. En zone rurale, la cause principale de l’abandon est généralement liée à des qualités agronomiques médiocres. Les perceptions des acteurs locaux concernant les ES et les disservices portés par les terres agricoles abandonnées diffèrent avec la zone géographique et l'échelle. Les acteurs préfèrent une stratégie AMF pour la réutilisation des terres agricoles abandonnées.La deuxième étude approfondie montre l’inadéquation spatiale entre la production des boues d'épuration urbaines et la distribution des terres agricoles susceptibles de les recevoir. L'épandage des boues d'épuration franciliennes s’éloigne de fait de la zone péri-urbaine, au moins dans la partie occidentale de l'Ile-de-France. Au contraire, le compost de déchets verts est devenu de plus en plus apprécié des agriculteurs. On propose un cadre d’analyse des influences des échelles spatiales sur la relation offre-demande en ce qui concerne les déchets urbains, suivie d'une classification des agriculteurs en sept catégories concernant la perception et l’utilisation des déchets urbains dans leurs exploitations.Le cadre intégré des ES et de l'AMF, et l'approche multi-échelle dans les études approfondies pourrait être intéressant pour des applications dans d'autres conditions. Des comparaisons à l’avenir entre les différents pays aideront à comprendre les différences et les points communs dans le classement de l'importance des différentes fonctions des agricultures péri-urbaines et devraient conduire à des instruments efficaces pour la préservation de l'agriculture péri-urbainePeri-urban agriculture is in great challenge because of the pressure from urban extension or the expansion of natural and recreational spaces. Multifunctional Agriculture (MFA) and Ecosystem Services (ES) are two strategies that recognize and manage multiple services and disservices from agriculture beyond food and material production. MFA and ES are closely related and highly complementary. Each has advantages and also shortcomings. However, the two communities have limited interaction and exchange.The objective of the dissertation is to contribute to integrated approaches of MFA and ES for peri-urban agricultural research. It (i) develops an integrated framework of ES and MFA for peri-urban agriculture based upon a comparative review on agricultural research working on the two strategies and application in the Region of Ile-de-France, (ii) and also demonstrates how the integrated approach of MFA and ES works on concrete problems linked to peri-urban agriculture with two in-depth studies on management of abandoned farmlands and agricultural recycling of urban wastes in Ile-de-France Region, respectively. Multi-scale analyzes were carried out for the two in-depth studies.The integrated framework of ES and MFA for peri-urban agriculture distinguishes four categories of ES/function combinations: (i) includes provisioning ES and related functions.(ii) landscape amenity and cultural ES and related functions. (iii) agricultural recycling of urban wastes and the underpinning ES of waste breaking down and fertilization. (iv) environmental functions, which characterize the contributions of farmers to the maintaining of multiple regulating and supporting ES in agroecosystem and surrounding semi-natural habitats.The in-depth study about management of abandoned farmlands identifies that land abandonment in urban area is especially linked to the New Towns and the pole of Airport Charles-de-Gaulle. In rural area, the reason is usually linked to poor agronomical conditions. Perceptions of local actors of ES and disservices of abandoned farmlands differ with the geographical area and scale. The actors prefer a MFA strategy for the reuse of abandoned farmlands.The second in-depth study finds out that the production of sewage sludge spatially mismatches with the distribution of agricultural lands. Land application of sewage sludge is withdrawing from the peri-urban area in the western part of Ile-de-France. Contrarily, green waste compost is becoming popular. A framework concludes the multiscale influences on the supply-demand relationship regarding urban wastes, followed by a classification of seven categories of farmers.The integrated framework of ES and MFA, and the multi-scale approach for in-depth studies will be interesting for application in other conditions. Comparison between different countries will help to understand the differences and common points in ranking the importance of different functions and formulate efficient instruments for the preservation of peri-urban agriculture
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Véran, Marie-Pierre. "Etude des transferts de l'241 Am en eau douce : application à l'écosystème rhodanien". Aix-Marseille 1, 1998. http://www.theses.fr/1998AIX11083.
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Chiarelli, Anne-Sophie. "Etude expérimentale et modélisation du comportement mécanique de l'argilité de l'Est : influence de la profondeur et de la teneur en eau". Lille 1, 2000. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2000/50376-2000-188.pdf.
Resumen
Cette etude se propose d'examiner, dans le cadre du projet de stockage de dechets radioactifs dans l'est de la france, le comportement mecanique des argilites de l'est. Apres un rappel du principe d'un stockage de dechets radioactifs en formation geologique profonde, les argilites de l'est sont presentees a travers une etude de synthese des resultats precedemment etablis par plusieurs laboratoires partenaires de l'andra. Puis, les resultats de mesures par granulometrie laser, calcimetrie bernard, diffraction de rayons x, porosimetrie au mercure, et de teneur en eau sont donnes. La structure du materiau a l'echelle microscopique est de plus analysee de facon precise. Des series d'essais de compression triaxiale, proportionnelle et d'extension laterale ont ete realises pour 3 profondeurs differentes afin de pouvoir mettre en evidence les principales caracteristiques du comportement mecanique et l'influence de la profondeur et de la composition mineralogique. Les mecanismes sont de plus decrits a l'echelle microscopique. D'autre part, l'influence de l'etat hydrique est etudiee par l'intermediaire d'essais triaxiaux effectues sur des echantillons appartenant a 3 gammes de teneur en eau differentes, celle-ci etant obtenues par humidites relatives imposees. Un modele elastoplastique couple a un endommagement anisotrope induit est presente. Considerant que le mecanisme de plasticite est preponderant dans la reponse mecanique irreversible du materiau, un modele elastoplastique est tout d'abord developpe. Il est ensuite enrichi afin de decrire les effets de l'endommagement anisotrope induit et l'influence que celui-ci peut avoir sur le comportement plastique. La procedure d'identification des parametres est detaillee et illustreeEnfin, on presente la maniere dont le modele est implante dans un code de calcul par elements finis. Les simulations des essais disponibles sont comparees aux resultats experimentaux. La confrontation des resultats numeriques avec les donnees experimentales des essais n'ayant pas ete utilises pour l'identification des parametres, doit permettre une premiere validation. Des calculs simulant l'excavation d'un tunnel sont realises afin d'etudier le comportement de la barriere geologique dans de telles conditions. Puis, afin d'etudier l'influence de la teneur en eau lors d'une telle sollicitation, des calculs ont ete effectues a partir des parametres relatifs a deux teneurs en eau differentes