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Des modèles numériques

NewSam : Simuler les écoulements souterrains


Pour simuler le comportement des nappes aquifères autour des installations de stockage et d'entreposage de déchets radioactifs, l’IRSN utilise un modèle baptisé NewSam, développé par Armines au Centre de géosciences de Mines Paris Tech depuis 1972. Ce code de calcul simule les écoulements souterrains dans des systèmes hydrogéologiques sédimentaires où alternent aquifères et roche semi-perméables [1]. A l’IRSN, NewSam est principalement utilisé pour la modélisation hydrogéologique du bassin sédimentaire de Paris, qui occupe une large moitié nord de la France [2].

Les données d’entrée concernent notamment la géométrie des couches géologiques : profondeur, épaisseur, extension. Elles incluent également les propriétés hydrodynamiques de ces couches (perméabilité, porosité…) ainsi que les conditions aux limites du modèle (niveau d’eau sur les affleurements, débit d’infiltration rendant compte de la pluviométrie…). Les données de sortie regroupent entre autres la localisation des exutoires, les temps de transfert, les débits...

L’intérêt pour l’IRSN d’exploiter un tel outil est de pouvoir disposer d'une capacité de modélisation indépendante de celle des exploitants (notamment l’Andra chargé du stockage et de l’entreposage de déchets radioactifs [3]). L'objectif est d'orienter et d'argumenter les avis de l’institut sur la base de tests et vérification d'hypothèses par modélisation.

Par ailleurs, une version de NewSam, appelée NewSam Thermohalin, prend en compte la circulation thermohaline, c’est-à-dire l’influence de la température  et de la teneur en sel sur la circulation d’eau [4], dans le calcul de l'écoulement et du transport convectif de solutés [5].


Notes :

1- Newsam se base sur la loi de Darcy.  La modélisation des aquifères profonds et de sub-surface (milieux aquifères captifs) et de surface (aquifère libre), est réalisée en milieu saturé uniquement.
2- Le Bassin de Paris est limité au nord par les Ardennes, à l’est par les Vosges, au sud par le Massif central et au sud-ouest par le Massif armoricain.
3- L’Andra utilise notamment les codes Marthe, Porflow, Ground Water.
4- Plus l’eau est salée, plus elle est dense et plonge en profondeur.
5- Radionucléides entrainés sous forme d’espèces dissoutes.

En images

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Concentration d’un panache de contamination

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Maillage et variation des valeurs d’un paramètre d’entrée