L’excavation des ouvrages profonds dans les argilites Callovo-Oxfordians induit une zone fracturée autour des ouvrages dont les effets sur le comportement hydromécanique de l’ouvrage doivent être analysés. De nombreuses méthodes numériques ont été proposées pour la modélisation de la fracturation des géomatériaux et ont été appliquées à l’étude des ouvrages du projet Cigéo dans les argiles du COx. Cet article présente d’abord les principales méthodes numériques proposées et analyse leurs avantages et leurs inconvénients. Il décrit ensuite plus en détail la méthode des éléments finis enrichis par jointure (JFEM), qui a permis d’aborder diverses questions relatives au comportement des roches fracturées et à la propagation des fractures. Basée sur des modèles de zone cohésive avancés pour la propagation des fractures, incluant l’endommagement, la plasticité et les phénomènes de couplage hydromécanique, cette méthode a permis d’analyser les conditions d’initiation et de propagation des fractures sous sollicitations hydromécaniques dans un contexte d’écoulement multiphasique. La validation de cette méthode est également présentée, et son efficacité est démontrée à travers quelques exemples de modélisation de la fracturation des argilites du COx autour des ouvrages de Cigéo.
Dans cet article, nous présentons une synthèse du comportement mécanique dépendant du temps des argilites du Callovo-Oxfordien (COx). L’accent est mis sur le phénomène de fluage. Les résultats représentatifs issus des essais de laboratoire sont d’abord présentés. Ensuite, les influences de différents facteurs sur la déformation différée sont étudiées, notamment l’anisotropie structurale, la saturation en eau, la température et la minéralogie. Des exemples de champs de déformation de fluage dans la matrice argileuse, obtenus par imagerie en microtomographie, sont également illustrés. Enfin, les influences de la déformation différée sur la réponse mécanique des ouvrages sont étudiées.
Cet article vise à présenter une synthèse de plusieurs modélisations numériques d’un alvéole de stockage de déchets radioactifs de moyenne activité à vie longue (MA-VL) du projet français de centre de stockage de déchets nucléaires en formation géologique profonde (Cigéo) dans la couche des argilites du Callovo-Oxfordien (COx). Les résultats de modélisations déterministes menées par six équipes, dans lesquelles diffèrent i) les lois de comportement mécaniques de la roche hôte et du matériau compressible,ii) les couplages multiphysiques considérés ( e.g. , purement mécanique, hydro-mécanique saturée ou non-saturée), iii) le délai entre l’excavation et l’installation des éléments de structure, iv) la configuration du stockage, etc. La comparaison entre les résultats des différentes équipes se concentre sur l’évolution de la contrainte maximale orthoradiale dans le revêtement en béton, l’évolution de la déformation radiale de la couche compressible et l’évolution de la zone endommagée par l’excavation. La contrainte maximale est comparée au critère de dimensionnement dans le but de démontrer la robustesse de la conception actuelle de l’alvéole.
Dans le cadre de la gestion des déchets radioactifs en France, le laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne est dédié à l’étude de la faisabilité de la construction et de l’exploitation d’un centre de stockage dans l’argilite du Callovo-Oxfordien (COx). Compte tenu de la nature exothermique des déchets radioactifs de Haute Activité (HA), le comportement Thermo-Hydro-Mécanique (THM) de cette roche hôte est un élément clé pour la conception et la sûreté à long terme du stockage. L’Andra a lancé un programme de recherche visant à démontrer la pertinence du concept français de stockage des déchets HA. Cet article présente les expérimentations réalisées, depuis des essais en forage jusqu’aux micro-tunnels représentatifs des dimensions d’un alvéole HA, pour analyser les effets THM du transitoire thermique sur le comportement du COx et d’optimiser les composants du stockage HA. Les résultats confirment la faisabilité du concept dans l’argilite COx et montrent que, comme pour d’autres formations argileuses, son comportement THM est marqué par la pressurisation thermique et par une anisotropie liée au litage.
