Étude de l'incidence de certains paramètres clés dans la modélisation de l'écoulement des eaux souterraines et du transport des solutés pour les projets de déclassement in situ

Résumé de la présentation/du document technique présenté lors du :
Congrès international sur les défis du déclassement : Rôle et importance de l’innovation (DEM 2024)
Du 27 au 29 mai 2024

Préparé par :
Cédric Androuët
Commission canadienne de sûreté nucléaire

Résumé

En s’appuyant sur l’expérience internationale du déclassement des réacteurs expérimentaux au moyen de techniques de déclassement in situ, on propose de bâtir au Canada deux installations de stockage définitif in situ visant deux réacteurs expérimentaux qui sont depuis trente ans à l’état de stockage sous surveillance (à savoir le réacteur nucléaire de démonstration [NPD] et le réacteur de Whiteshell no 1 [WR-1]). L’approche proposée consiste à noyer les structures souterraines au moyen de deux coulis spécialement formulés, les structures au-dessus du niveau du sol ayant été démantelées et enlevées ou enfouies et injectées de coulis, puis à installer un couvercle en béton et une couverture artificielle à faible perméabilité pour assurer la fermeture.

Les deux projets ont en commun que les structures scellées par injection de coulis se trouveraient sous la nappe phréatique, ce qui constitue un élément d’intérêt. Le comportement à long terme des coulis spécialement formulés et des structures existantes en ce qui concerne l’écoulement des eaux souterraines et le transport des solutés doit donc être bien évalué et compris, dans une perspective d’évaluation à long terme des risques pour la santé humaine et l’écologie.

Le transport d’eau et d’agressifs chimiques dans des matériaux cimentaires se fait principalement par trois modes distincts, soit la conductivité hydraulique (ou perméabilité), l’absorption et la diffusion. Les fissures dans les matériaux cimentaires constituent la voie privilégiée par laquelle les fluides et agressifs chimiques s’écoulent, et elles peuvent influencer considérablement les propriétés de transport des fluides dans ces matériaux. La conductivité hydraulique des matériaux cimentaires augmente selon le cube de l’écartement critique à fond de fissure, le coefficient de diffusion des matériaux cimentaires augmente de façon linéaire en fonction de l’écartement critique à fond de fissure jusqu’à un seuil d’environ 80 μm (après quoi la diffusion est semblable à la diffusion dans l’eau), et l’absorption augmente en fonction du nombre de fissures (densité des fissures).

D’après une analyse documentaire, nous examinerons d’abord l’impact des fissures sur le transport des liquides dans les matériaux cimentaires afin d’établir les ordres de grandeur des propriétés susmentionnées dans des conditions de fissuration. Nous présenterons ensuite dans le document le projet de recherche expérimentale en cours du personnel de la Commission canadienne de sûreté nucléaire (CCSN), qui vise à évaluer certaines des propriétés des deux coulis. En particulier, en plus de certaines des propriétés habituelles des coulis (comme l’ouvrabilité, la teneur en air, la température et la résistance à la compression sans étreinte, notamment), nous caractériserons dans le cadre du programme expérimental le ressuage, la ségrégation statique, le comportement adiabatique, le module d’élasticité de Young, la résistance à la traction ainsi que la densité, l’absorption et les vides des deux coulis. Nous évaluerons le rétrécissement, en nous concentrant particulièrement sur le comportement sous contrainte au jeune âge des deux mélanges. Enfin, nous évaluerons le comportement à (plus ou moins) long terme des coulis au moyen d’une caractérisation de leur conductivité hydraulique à différents âges et dans différentes conditions d’élargissement des fissures. Grâce aux résultats de l’analyse documentaire et du projet de recherche, nous serons en mesure d’élaborer une approche réglementaire fondée sur la science et les données probantes à l’égard des deux projets de déclassement in situ.

Pour obtenir une copie du document correspondant au résumé, veuillez communiquer avec nous à cnsc.info.ccsn@canada.ca ou en composant le 613‑995‑5894 ou le 1‑800‑668‑5284 (au Canada). Veuillez nous indiquer le titre et la date du résumé.