Technical Report NTB 99-07

Le projet intitulé "Conclusions du programme sur le champ proche de la galerie" offre une synthèse de ce qui a été réalisé dans le cadre de ce programme faisant partie de la phase IV des recherches au laboratoire souterrain du Grimsel (1994 - 1996). La synthèse a pour but de donner, à la lumière des analyses de sécurité et en l'état actuel des connaissances, une approche pour la caractérisation géoscientifique et la conceptualisation du milieu rocheux autour des galeries et cavernes d'un dépôt pour déchets radioactifs. L'impact du champ proche de la galerie sur la sûreté du dépôt dépend fortement du type de roche d'accueil analysé. Les recherches présentées dans ce rapport se basent largement sur les expériences réalisées au laboratoire souterrain du Grimsel (LSG) et sont donc représentatives de la roche cristalline voire d'autres formations de roches dures fracturées. On accorde une importance particulière aux résultats suivants:

• Quel est le rôle du champ proche de la galerie dans les analyses de sécurité du dépôt? Les processus particuliers étudiés sont la migration du gaz généré par les déchets, la resaturation du champ proche de la galerie après scellement du dépôt et l'effet de la zone de décompression sur la circulation des eaux souterraines.
• Comment convertir des données de terrain géoscientifiques en informations servant aux analyses de sécurité. On propose une approche simple et systématique visant à identifier les processus clés de la synthèse et à définir un format d'échange des données adapté aux besoins de l'analyse de sécurité.
• Si on se concentre sur la caractérisation du champ proche de la galerie, quels sont les facteurs déterminants pour planifier un programme de recherche en laboratoire souterrain? Le choix de la technique de caractérisation de site pour un programme de recherche souterraine donné doit tenir compte tant des conditions géologiques en présence que des impératifs économiques et de temps. Ce rapport offre une vue d'ensemble exhaustive des méthodes de recherches adéquates, une attention particulière étant accordée au développement de l'équipement dans le cadre du programme sur le champ proche de la galerie.
• Comment établir des modèles quantitatifs pour la migration du gaz et la resaturation du dépôt après scellement? Pour modéliser des processus d'écoulement biphasique en roche diaclasée, des approches en milieu poreux équivalent se sont avérées une conceptualisation adéquate. On a dressé des modèles paramétriques de la pression capillaire et de la perméabilité relative, et recueilli des valeurs paramétriques de l'écoulement biphasique pour les zones de la matrice rocheuse et les zones de cisaillement du LSG. On propose une procédure pour des paramètres d'écoulement biphasique, que tiendra compte de la complexité des systèmes diaclasés dans la roche diaclasée. On a la preuve expérimentale de l'évolution d'une zone insaturée autour des excavations souterraines. De vastes calculs numériques évaluent l'importance de la zone insaturée en perspective de la sûreté du dépôt.
• Comment établir des modèles quantitatifs pour estimer l'écoulement axial le long de sections de galerie scellées et comment estimer l'augmentation de l'écoulement souterrain le long des cavernes? Basée sur l'approche en réseaux diaclasés, une conceptualisation de la zone de décompression autour des brèches souterraines est donnée. Les propriétés hydrauliques de la zone de décompression autour des sections de galeries forées ou creusées à l'explosif au LSG sont connues. On fixe un cadre conceptuel pour estimer l'écoulement axial autour des zones scellées. Une étude de sensibilité numérique sur l'écoulement axial avec données de terrain génériques est présentée.  

En plus des recherches au LSG, ce rapport offre une vue d'ensemble des études réalisées dans le champ proche des galeries d'autres laboratoires souterrains du monde ainsi qu'une revue des instruments numériques utilisés pour modéliser l'écoulement des eaux souterraines et les processus d'écoulement biphasique dans le champ proche de la galerie.