Numerical and experimental characterisation of damage induced by excavation and re-confinement of slots

Caractérisation numérique et expérimentale de l’endommagement durant l’excavation d’une saignée et son reconfinement

Cyrille Balland (1) , Jean-Bernard Kazmierczak (1) , Jamil Damaj (1)

1 INERIS - Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques

The existence of an excavation damaged zone (EDZ) around a storage gallery may reduce the efficiency of the storage to confine radionuclides. Andra (French National Radioactive Waste Management Agency) is developing a new concept for storage sealing, based on the excavation of radial slots in the EDZ. Those slots have a low thickness and are filled with bentonite swelling bricks. Numerical and experimental approaches have highlighted the effect of the slot as a hydraulic barrier. The experimental results confirm the mechanical phenomenon and deformation level described by the numerical modelling. Therefore, the numerical modelling is suitable for reproducing and predicting the mechanical behaviour of the excavation and the rock mass. Moreover, ultrasonic velocity surveys of the vicinity are able to monitor precisely rock mass perturbations. These results have contributed to validating the slot barrier concept developed by Andra.

L’existence d’une zone fracturée et/ou endommagée autour des ouvrages souterrains d’un stockage profond peut affecter l’aptitude de la formation géologique hôte à confiner des radionucléides. Dans ce cas, elle est dénommée EDZ (de l’anglais Excavation Damaged Zone). Afin de renforcer l’efficacité du scellement des ouvrages d’un stockage vis-à-vis d’un court-circuit hydraulique empruntant la zone fracturée et/ou endommagée, la solution étudiée par l’Andra dans ses concepts de stockage est d’interrompre, autant que possible, l’EDZ au droit des scellements. Cette solution consiste à pratiquer des saignées radiales de faible épaisseur (typiquement inférieure à 50 cm) recoupant la part de zone fracturée plus transmissive et à les remplir de briquettes d’argile gonflante. Pour comprendre et maîtriser le fonctionnement de ces saignées, une expérimentation a été réalisée au laboratoire souterrain de Mont-Terri (Suisse). L’INERIS a réalisé deux études spécifiquesen collaboration avec l’Andra : - la modélisation numérique bi et tridimensionnelle des champs de contrainte et d’endommagement ; - la surveillance et l’imagerie ultrasoniques de la zone encaissante de la saignée.

Domaines: Sciences de la Terre

Cyrille Balland, Jean-Bernard Kazmierczak, Jamil Damaj. Caractérisation numérique et expérimentale de l’endommagement durant l’excavation d’une saignée et son reconfinement. Rapport Scientifique INERIS, 2007, 2006-2007, pp.82-85. ⟨ineris-01869097⟩