Thermo-hydro-mechanical modelling of an underground radioactive wastes disposal

The analysis of the thermal, hydraulic, and mechanical responses of a saturated medium, subjected to a thermal load attached at the underground evacuation of exothermal radioactif wastes, gives rise to numerous complex problems : the tridimensionality of the storage structure, the strong thermo-hydro-mechanical couplings and the eminently transient character of the phenomena. After a brief presentation of the general theoretical framework of thermo-hydro-mechanical couplings, a numerical modelling is performed, based on the finite element method, applied to thermo-poro-elasticity; the objective is to study the long term evolution (global approach ou far field) of the temperatures, pore pressures, displacements, as well as the stresses inside the host material. This study illustrates the importance of the hydraulic, mechanical and thermal phenomena, as provoked by the underground evacuation of nuclear wastes, and presents the results which are useful to the dimensioning of underground storage in clayey formations. Resume Le calcul de la réponse thermique, hydraulique et mécanique ďun milieu argileux saturé, sounds à un dégagement de chaleur associé à un enfouissement de déchets radioactifs exothermiques, pose des problèmes nombreux et complexes : la tridimensionnalité des structures ďaccueil, les couplages thermo-hydro-mécaniques forts et variés et le caractère éminament transitoire des phénomènes en présence. Après avoir décrit un cadre théorique général traitant les couplages thermo-hydro-mécaniques, on effectue une modélisation numérique, basée sur la méthode des éléments finis, appliquée à la thermo-poro-élasticité, visant à analyser Involution à long terme (approche globale ou champ Iointain) des champs de température, de pression, des déplacements et des Contraintes au sein du massif hote. L’étude illustre Tampleur des phénomènes hydrauliques, thermiques et mécaniques provoqués par Tenfouissement Souterrain et présente des résultats qui intéressent directement Ie dimensionnement du stockage en formation argileuse.