Technical Report NTB 04-03

Pour la modélisation du transport de radio-nuclides à travers des roches cristallines on admet d'habitude un écoulement d'eau lent dans un système de fissures étroites. Cet écoulement est dénoté comme écoulement de fissure. Dans notre modèle il implique des canaux conducteurs ainsi que des zones adjacentes de diffusion dans la matrice qui sont plans. Selon la constitution de la roche il peut être nécessaire de considérer un écoule­ment supplémentaire de veine. Il est caractérisé par des canaux conducteurs ainsi que des zones adjacentes de diffusion dans la matrice qui sont cylindriques. Des calculs de transport sur la base du concept de double porosité ont été effectués tant pour l'écoulement de veine que pour l'écoulement de fissure. Une discussion extensive des résultats donne un aperçu concernant l'influence des paramètres et les principaux effets de l'écoulement de veine. Pour des estimations rapides, des formules sont données, qui soutiennent l'interprétation quantitative des courbes d'écoulement. La discussion des résultats analytiques pour la diffusion des nuclides à partir d'une paroi rocheuse plane et d'une paroi rocheuse cylindrique vient étayer les commentaires relatifs à la diffusion dans la matrice.

Les effets suivants d'écoulement de veines sur les courbes d'écoulement sont des exemples illustratifs de résultats utiles:

• La hauteur de la crête à la courbe d'écoulement peut être très réduite par rapport à la crête correspondante de l'écoulement de fissure. Le temps d'apparition de la crête n'est toutefois que peu modifié.
• La partie asymptotique du flanc décroissant de la courbe d'écoulement est moins escarpée que le profil bien connu en t-3/2 pour l'écoulement de fissure.
• La bosse à la fin de la courbe d'écoulement, causée par la limitation des zones de diffusion, est beaucoup plus grande que celle pour l'écoulement de fissure. Par conséquent une courbe d'écoulement, présentant une crête à double, peut apparaître pour beaucoup de réalisations du transport de nuclides.
• La sorption sur les surfaces poreuses, accessibles seulement par la diffusion peut changer substantiellement la courbe d'écoulement. Les paramètres définissant les crêtes d'écoulement de veine et de fissure sont toutefois dans un rapport constant. Cette observation est valable sur tout l'ensemble des facteurs de retardement examinés entre 7 et 27'000.

Les études présentées contribuent à une interprétation différenciée des courbes d'écoulement et améliorent la compréhension physique du transport de nuclides dans un milieu à double porosité.