Technical Report NTB 03-10

Ce rapport donne une description de deux cas spécifiques utilisés dans le cadre de l’analyse de la sûreté radiologique à long terme d’un dépôt souterrain en profondeur, situé dans des Argiles à Opalinus du « Weinland zurichois » (Zürcher Weinland) dans le nord de la Suisse et destiné aux assemblages combustibles usés (AC), aux déchets de haute activité vitrifiés (DHA), ainsi qu’aux déchets de moyenne activité à vie longue (Projet Entsorgungsnachweis, NAGRA, 2002d).

Dans cette étude, l’influence des processus d’écoulement en fonction du temps sur le transport des radionucléides dans la géosphère est étudiée. Dans l’Argile à Opalinus, la diffusion est le processus contrôlant la migration des radionucléides, mais il y a des processus qui localement peuvent augmenter l’importance d’un transport par advection pendant un certain temps. Deux cas importants ont été étudiés: (1) un flux par consolidation à cause d’une glaciation (une couverture supplémentaire sous la forme d’une couche de glace avec une épaisseur atteignant jusqu’au 400 m) et (2) un flux de fluide résultant de la convergence du tunnel.

Pour les calculs, le code FRAC3DVS a été utilisé. FRAC3DVS calcule un flux en trois dimensions et trouve une solution pour l’équation de transport dans des médias poreux et fracturés.

Pour le cas d’un flux induit par la glaciation (1) un modèle de référence en deux dimensions en l`absence de glaciation a été calculé. Pendant la glaciation, les taux de relâchement dans la géosphère sont d’un facteur de 1.7 plus élevés par rapport au modèle de référence. L’influence de la glaciation sur le transport des cations et des espèces neutres est moins élevée que pour des anions, parce que l’importance d’un flux par advection est plus élevée pour des anions à cause d’une porosité plus faiblement accessible pour ces derniers. L’augmentation des taux de relâchement pendant des glaciations est plus petite pour des radionucléides sorbants comparé aux radionucléides non-sorbants. L’influence d’une convergence du tunnel (2) sur la migration des radionucléides dans la géosphère est faible. Les taux de relâchement dans la géosphère sont légèrement supérieurs dans le cas où la convergence du tunnel est considérée. Ceci est attribué aux termes de source qui sont augmentés pendant la convergence du tunnel.

Ce rapport décrit, en plus de ces deux cas, l’applicabilité d’une approximation à une dimension pour la modélisation de transport dans l'Argile à Opalinus. Pour le « scénario de référence » de l'évaluation de sûreté, le modèle en chaîne STMAN-PICNIC-TAME a été utilisé. Pour évaluer le relâchement et la migration des radionucléides, la géométrie de l’interface champ proche/géosphère d’un dépôt souterrain a été simplifiée et l’Argile à Opalinus a été traitée comme une couche à une dimension. Le code FRAC3DVS a été utilisé pour évaluer les effets de cette simplification par calculation d’un modèle en deux dimensions incluant à la fois l’Argile à Opalinus et le AC/DHA annulés du bentonite.

L`approximation à une dimension donne des résultats qui sont proches d’une géométrie plus réaliste dans le modèle FRAC3DVS. Les différences introduites par l’approximation à une dimension sont petites et les résultats sont toujours conservatifs par rapport aux calculs FRAC3DVS. Cet exercice de modélisation donne ainsi un support important en faveur de l’applicabilité d’une approximation à une dimension.