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Enhancing Nuclear Safety


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Expérience in-situ et en laboratoire de thermo-osmose sur une argilite compactée


Congress title :22ème RST (Réunion des Sciences de la Terre)
Congress town :Nancy
Congress date :21/04/2008

Document type > *Congrès/colloque

Keywords > argillite, thermo-osmosis, Tournemire

Research Unit > IRSN/DEI/SARG/LR2S

Authors > GONCALVES Julio, MATRAY Jean-Michel, TREMOSA Joachim, VIOLETTE Sophie

Publication Date > 24/04/2008

Summary

Dans le cadre de l'étude des transferts de fluides dans les formations d'argiles compactées susceptibles d'accueillir un stockage géologique de déchets radioactifs, la thermo-osmose apparait comme l'un des processus pouvant influer significativement sur les flux d'eau dans ce milieu. Cependant, les données des coefficients de couplage thermo-osmotique actuellement disponibles sont peu nombreuses et présentent une incertitude élevée. La thermo-osmose est un processus de transport couplé qui consiste en un flux d'eau sous l'effet d'un gradient de température alors que la concentration chimique reste constante. En procédant à une augmentation de température à travers une argile compactée, les collisions entre molécules augmentent et, pour réduire son entropie le système tend à provoquer un flux d'eau vers les zones les plus froides du milieu traversé. Dans le contexte géologique, la présence de gradients de température se rencontre soit à l'échelle du bassin du fait du gradient géothermique régional soit, dans un stockage de déchets nucléaires suite aux désintégrations radioactives soit encore, à l'occasion du percement des galeries de stockage (modification locale du gradient géothermique régional). Nous nous sommes proposés de réaliser des expériences in-situ et sur échantillons de thermo-osmose sur l'argilite du Toarcien supérieur de Tournemire (Aveyron, France) qui présente des analogies avec les argiles compactées susceptibles d'accueillir un stockage de déchets radioactifs. Dans un dispositif expérimental de géométrie radiale où l'argilite est saturée avec une eau de composition porale, nous remplaçons le fluide de la chambre d'expérimentation centrale par des eaux plus chaudes (incréments de 5, 10 et 15 °C) pour provoquer une réponse thermo-osmotique. Les expériences sont ensuite interprétées et les coefficients de couplage obtenus par modélisation avec un code de flux couplés fondé sur les équations constitutives du modèle mécanistique de Revil et Leroy (2004).
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