Approche axée sur la double porosité du modèle de gonflement de la bentonite soumise à la saumure

Résumé de la présentation technique dans le cadre de la :
Conférence ComGeo IV, Assise, Italie
Du 2 au 4 mai 2018

Auteurs
T.S. Nguyen, Z. Li, G. Su et Q. Zheng
Commission canadienne de sûreté nucléaire

Résumé

La Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN), l'organisme de réglementation nucléaire du Canada, réalise des études en matière de réglementation afin d'acquérir des connaissances indépendantes sur les aspects de la sûreté liés à l'évacuation des déchets radioactifs dans des formations géologiques profondes. En plus de la barrière géologique, l'un des principaux composants de la sûreté du système de dépôt consiste en des matériaux de scellement artificiels qui contiennent des minéraux argileux très gonflants, comme la bentonite MX-80. On a trouvé, dans les formations canadiennes de roches sédimentaires actuellement considérées pour la construction de dépôts géologiques, une saumure très concentrée qui affecte les propriétés hydromécaniques du scellement en bentonite en réduisant le potentiel de gonflement de ses minéraux argileux. La CCSN réalise donc des études théoriques et expérimentales visant à mieux comprendre l'effet de la saumure concentrée sur le rendement des scellements à base de bentonite en tant que barrière contre la migration des radionucléides.

Dans le contexte de cette étude, l'approche axée sur la double porosité a permis de mettre au point un modèle qui a été étalonné en fonction d'expériences réalisées en laboratoire sur le gonflement de la bentonite MX-80. Dans le cadre de ces expériences, les échantillons ont été soumis à une infiltration de saumure, et l'évolution de la pression de gonflement a fait l'objet d'une surveillance durant plus d'un an. Nous définissons les micropores comme étant les pores se trouvant entre les colonnes d'argile au sein d'un agrégat et les macropores, comme ceux se trouvant entre les agrégats. Ce modèle tient compte de l'écoulement d'eau interstitielle et du transport de soluté tant dans les micropores que les macropores ainsi que de l'échange de masse d'eau et de solutés entre les deux types de pores. Il permet de simuler de manière crédible la hausse précoce observée sur le plan de la pression de gonflement, suivie d'une diminution progressive vers une valeur considérablement inférieure à celle de la pression de gonflement de l'eau désionisée.

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