Sept ans de chauffe réussie dans HADES

Il y a sept ans déjà, le 3 novembre 2014, le GIE EURIDICE mettait en marche le système de chauffe pour l'expérience PRACLAY. Cette expérience vise à étudier l'impact de la chaleur des déchets de haute activité sur l'argile de Boom. L'argile de Boom est considérée comme une roche hôte potentielle pour le stockage géologique. L'expérience de chauffe PRACLAY joue donc un rôle clé dans le programme de recherche de l'ONDRAF sur la sûreté et la faisabilité du stockage géologique des déchets de haute activité produisant de la chaleur. Les résultats de cette expérience de chauffe sont donc capital à ce programme. Tous les résultats obtenus jusqu'à présent confirment que les propriétés favorables de l'argile pour le stockage géologique sont conservées lorsqu'elle est chauffée et permettent une prédiction fiable et précise des changements qui se produiront autour d'une installation de stockage réelle lors du réchauffement attendu. Les résultats et les conclusions figurent maintenant dans des revues scientifiques internationales.

Après la mise en route du système de chauffe, il a fallu environ neuf mois, jusqu'au 19 août 2015, pour atteindre la température visée de 80°C au contact de l'argile et de la paroi en béton de la galerie PRACLAY. Ce fut le démarrage officiel de la phase de chauffe qui allait durer 10 ans. Les observations et les modèles numériques indiquent que le dispositif expérimental fonctionne toujours parfaitement et s’avère très robuste. Le système de chauffe, avec ses fonctions de contrôle et de visualisation, reste entièrement opérationnel et la partie fermée, chauffée et sous pression accrue, fonctionne comme prévu. Des indications manifestes montrent que la paroi en béton de la section chauffée de la galerie PRACLAY est restée stable. Les mesures et observations effectuées dans l'argile confirment et étayent les connaissances existantes sur le comportement de l'argile. Elles démontrent que les propriétés de l’argile favorables au confinement des déchets de haute activité restent inchangées lors du réchauffement.

Affiner les connaissances

Le vaste réseau d'instruments de mesure dans et autour de la galerie PRACLAY permet toujours de suivre l'évolution des différents paramètres. Le graphique ci-dessous représente l’évolution de la température depuis le démarrage du système de chauffe le 3 novembre 2014. Les mesures de température indiquées sont celles de plusieurs forages horizontaux parallèles à la galerie PRACLAY. Les températures mesurées ont confirmé les simulations effectuées au préalable et nous ont permis d'affiner les valeurs des paramètres des modèles.

Illustration - Les points sur les lignes pointillées représentent la température (T) de l'argile en fonction de la distance par rapport à la galerie, mesurée dans différents forages parallèles à la galerie PRACLAY (position de la ligne jaune sur le dessin). Au début, la température naturelle était inférieure à 17°C (courbe bleue). Le 19 août 2015, la température visée de 80°C au contact entre la galerie et l’argile a été atteinte (courbe rouge). Depuis lors, la température au contact avec l’argile est constante. Plus loin de la galerie, dans l'argile, la température continue de monter. La courbe jaune montre la situation à la fin du mois d'août 2021.

Au cours des prochaines années de l’expérience, la chaleur continuera à se répandre dans l’argile et des changements de température seront également observés à plus grande distance de la galerie chauffée. Les scientifiques intégreront ces informations détaillées dans leurs modélisations. Cela leur permettra de parfaire leurs connaissances du comportement de l'argile. Bien que des conclusions définitives ne pourront être tirées qu'au terme de l'expérience (d'ici 2025), tous les résultats intermédiaires indiquent une issue positive par rapport à l'objectif principal de l'expérience : l'impact de la chaleur sur l'argile n'affecte pas ses propriétés favorables en tant que roche hôte potentielle pour le stockage géologique des déchets de haute activité.

Publications

Tous les résultats et les conclusions scientifiques de l'expérience de chauffe PRACLAY sont basés sur des observations et des mesures directes, et sur l'utilisation de modèles numériques pour interpréter ces dernières. Cela permet aux scientifiques de confirmer et d'affiner les connaissances sur les propriétés et le comportement de l'argile de Boom. Leurs travaux ont récemment débouché sur la publication de trois articles dans des revues scientifiques internationales. Le premier article porte sur les observations du comportement thermo-hydro-mécanique de l'argile de Boom, le deuxième traite de la modélisation numérique de l'expérience de chauffe PRACLAY et enfin le troisième aborde spécifiquement la caractérisation thermique de l'argile de Boom basée sur les simulations numériques  des tests de chauffe ATLAS à petite échelle et de l'expérience de chauffe PRACLAY à grande échelle. La liste des références figure ci-dessous.

• Dizier A., Chen, G., Verstricht J., Li X.L., Sillen X., Levasseur S., The large-scale in situ PRACLAY Heater test: First observations on the in situ thermo-hydro-mechanical behaviour of Boom Clay. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. Volume 137, January 2021. Link
• Chen G., Dizier A., Li X.L., Verstricht J., Sillen X., Levasseur S., 2021. Numerical prediction of the large-scale in situ PRACLAY Heater test in the Boom Clay. Rock Mechanics and Rock Engineering, 54(5), 2197-2218. Link
• Chen et al. Thermal characterization of the Boom Clay based on numerical interpretation of both a small-scale and a large-scale heater test. Acta Geotechnica (submitted)