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La Recherchev2

Propositions de thèses 2018

Réévaluation du modèle physique de transfert de l'hydrogène pour l'étude du transitoire hydraulique-gaz dans un stockage profond de déchets radioactifs

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Lieu de thèse : IRSN (Fontenay-aux-Roses)

Date de début : octobre 2018



Compétences recherchées


  • Master 2 Recherche ou équivalent
  • Écoulement de fluide et transport en milieu poreux
  • Programmation et calcul scientifique



Sujet de thèse

Une importante production d'hydrogène (et accessoirement d'autres gaz) est attendue à l'intérieur d'un stockage géologique de déchets radioactifs de haute et moyenne activité. Les quantités exactes varient en fonction du concept de stockage et des hypothèses concernant les mécanismes physico-chimiques de production (il s'agit essentiellement de la corrosion anaérobie des composants en acier). Une phase gazeuse pourrait apparaître et modifier les écoulements, les conditions mécaniques et potentiellement le transport de radionucléides dans les composants du stockage incluant la roche hôte. Ainsi, la capacité de confinement du système de stockage pourrait être modifiée du fait de la génération et de la migration de gaz.

Le sujet de thèse proposé vise à améliorer les capacités d'évaluation de la migration des gaz au sein d'une telle installation. Il s'agira en particulier de déterminer l'incertitude sur i) le calcul de l'effet piston et son étendu sur le transport des radionucléides dans les barrières ouvragées; ii) le calcul de temps de resaturation du stockage, et iii) le calcul des pressions d'hydrogène limites atteintes dans les alvéoles et qui peuvent être à l'origine de la fracturation de la roche hôte, favorisant ainsi le transport préférentiel des radionucléides dans le COx.

L'objectif du travail de thèse proposé ici est d'évaluer l'importance de certains phénomènes physiques bien décrits mais pourtant absents des simulations à l'échelle des ouvrages. L'étudiant pourra s'appuyer en premier lieu sur les modèles déjà implémentés dans les codes de calculs utilisés dans le laboratoire d'accueil (Code_Bright, TOUGH2-MP). Il cherchera d'un côté à modéliser des résultats expérimentaux pour effectuer un ajustement de paramètres et de l'autre côté à vérifier l'existence d'un impact significatif au niveau du comportement à l'échelle des ouvrages. Les modèles de phénomènes évalués comme pertinents devront par la suite être implémentés dans un seul simulateur destiné à être utilisé pour les simulations d'appui à l'expertise. Il s'agit notamment de tester l'effet de la prise en compte de : i. la pression d'entrée de gaz non nulle dans le modèle de pression capillaire d'un composant poreux (argilite, EDZ, bentonite, béton) ; ii. le phénomène d'hystérésis engendré par les cycles d'imbibition et de drainage ; iii. l'effet de la pression capillaire sur la loi de Henry ; iv. la présence initiale d'air ; v. la modélisation hydromécanique des interfaces (modèle géo-mécanique simplifié d'élasticité linéaire) ; vi. la dépendance du terme source en la saturation en eau.

Unité IRSN impliquée

Unité d'expertise et de modélisation des installations de stockage (UEMIS)

Contact

​Zakaria Saadi


IRSN

PSE-ENV/SEDRE/UEMIS

31 avenue de la Division Leclerc

BP 17

92262 Fontenay-aux-Roses CEDEX


Tél. : 01 58 35 88 98