Comportement sous flexion d'une argile : application à la couverture d'une ISD TFA

Behaviour of a clay layer submitted to bending : application to a landfill for storing very low level radiactive waste

• Auteur / Autrice : Sophie Camp Devernay
• Direction : Jean-Pierre Gourc, Olivier Plé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géotechnique
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets dangereux -- Installations de traitement

Argile

Résumé

La barrière imperméable de couverture de l’Installation de Stockage de Déchets très faiblement radioactifs (ISD TFA) étudiée est composée d’une couche d’argile et d’une géomembrane. Ce concept de stockage de surface est comparable à une ISD dangereux (classe 1). L’argile de couverture d’une ISD doit conserver ses propriétés, notamment sa perméabilité doit rester inférieure à dix puissance moins neuf mètre par seconde, durant toute la période de suivi du site et ceci malgré les sollicitations qui peuvent engendrer de la fissuration. Parmi ces sollicitations, les tassements différentiels des déchets sous-jacents, engendrant de la flexion, sont une des sollicitations les plus critiques envisageables. La réglementation actuelle concernant la mise en œuvre en couverture d’une couche d’argile présente des lacunes, notamment en ce qui concerne la prise en compte de la déformabilité de l’argile. L’étude présentée a pour intérêt de coupler des essais de laboratoire (essais de flexion 4 points et essais de traction indirecte par fendage et par poinçonnement) à des planches d’essais de flexion in situ réalisées en grandeur réelle et à leur modélisation en centrifugeuse. Ces essais ont également été modélisés numériquement par éléments finis. On montre une bonne compatibilité des résultats notamment en ce qui concerne la définition des conditions d’initiation de la fissure par flexion ce qui a permis d’étendre l’étude à des cas non traités in situ (modélisation numérique d’essais de tassement, étude du renforcement de l’argile en centrifugeuse).

The sealing cover system of landfills for storing non bio-degradable and dangerous waste is most of the time made up of a layer of clay and/or a geomembrane. The question of the optimization of the conditions of storage of the radioactive waste envisage a surface storage for very low level radioactive waste (VLLW) and low and intermediate short-lived radioactive waste. This study is applied to a VLLW disposal facility of which the cover is made up of a clay layer over a geomembrane but can be transposed to landfill for dangerous waste. The cover clay barrier of a landfill must preserve its properties; in particular its permeability must remain inferior to ten to the minus nine meters per second, during the life of the landfill in spite of the various solicitations which can generate cracking. Among these solicitations, the relative settlements of subjacent waste, generating bending solicitation, are one of the most critical solicitations. The current regulation concerning the implementation as a cover of a clay layer presents gaps, in particular with regard to the deformability of clay. This study presents the interest to couple laboratory tests (four points bending tests, splitting test and punching test) with field bending tests carried out at scale one and with their modeling with centrifugal tests. These tests were also numerically modeled by finite elements. A good compatibility of the results, in particular with regard to the definition of the conditions of initiation of the crack by bending, is shown. Numerical modeling and centrifugal tests made it possible to extend the study to unperformed in situ cases (settlement tests, reinforcement of the clay).