Benchmark sur la simulation d’excavation en comportement hydro mécanique fragile

Déroulement, résultats, enseignements et perspectives

C. Chavant, R. Fernandes EDF R&D

Au cours de l’excavation des puits, galeries et alvéoles, la roche du site de stockage subit une altération mécanique. Dans la zone endommagée qui se développe, la perméabilité peut être augmentée de plusieurs ordres de grandeur. Pendant les phases d’exploitation, cette zone peut évoluer du fait de la présence des colis et de leur activité thermique, et également à cause du fluage des terrains.

La capacité à prédire l’étendue de la zone endommagée et sont évolution est une question cruciale. Les phénoménologies essentielles que doivent rendre en compte les simulations correspondantes sont a minima :

L‘endommagement de la roche avec comme conséquence la diminution de sa résistance mécanique,

L’augmentation de la perméabilité avec l’endommagement,

Les conséquences mécaniques de l’évolution du régime hydraulique entraîné par le changement de perméabilité.

Nous ne disposons d’aucune solution analytique satisfaisant ces exigences et permettant de valider les outils de calcul. C’est la raison pour laquelle, nous avons proposé des cas de calcul incluant une modélisation minimum de ces méthodologies. Six équipes différentes ont effectué ces calculs. L’ensemble des équations, de conservation comme de comportement est imposé, les participants sont libres des méthodes numériques.

Bien que sur des cas plus faciles (en plasticité parfaite) tous les codes utilisés donnent des résultats identiques, dès que le radoucissement de la roche est pris en compte, des phénomènes de localisation conduisent à une très grande dispersion des résultats.

Nous présentons les différents cas tests et les résultats obtenus. Nous analysons les différences entre équipes et les paramètres physiques auxquels les résultats sont les plus sensibles. Nous proposons une suite à cet exercice en l’ouvrant vers l’utilisation de lois de comportement non locales.