Fiabilité des conteneurs de stockage de déchets radioactifs de haute activité

Reliability analysis of overpacks for high-level radioactive waste storage

• Auteur / Autrice : Augustin Persoons
• Direction : Alaa Chateauneuf
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Mécanique
• Date : Soutenance le 27/11/2020
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne‎ (2017-2020)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pascal (Aubière, Puy-de-Dôme)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Bigaud, Pascal Lafon, Pierre Beaurepaire, Frédéric Bumbieler
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Julien Baroth, Nathalie Bartoli, Emilio Bastidas-Arteaga

Mots clés

Mots clés contrôlés

Dépôts de déchets radioactifs

Mots clés libres

Déchets radioactifs

Fiabilité

Éléments finis

Étude de sensibilité

Métamodèle de Krigeage

Radioactive waste

Finite element

Reliability analysis

Sensitivity analysis

Kriging meta-model

Résumé

Le projet Cigéo vise à répondre à la problématique de la gestion à long terme des déchets radioactifs de haute activité et de moyenne activité à vie longue. Le concept de ce projet (le stockage géologique profond) repose sur le confinement passif de la radioactivité par une couche argileuse ayant des propriétés adaptées. Les infrastructures de stockage sont soumises à un processus de vieillissement sur plusieurs siècles. Ces échelles de temps induisent des incertitudes sur leur évolution et leur durée de vie. Afin de mener à bien ce projet, il est nécessaire de faire la preuve de sa fiabilité, et donc de prendre en compte ces incertitudes dans l’évaluation de la durée de vie des structures. Les travaux présentés proposent une première application des méthodes de fiabilité pour répondre à ces problématiques. Ils concernent plus particulièrement les infrastructures de stockage des déchets de haute activité, et visent à estimer l’évolution de la probabilité de défaillance du conteneur de stockage ainsi que sa sensibilité aux paramètres d’entrée. Pour ce faire l’approche fiabiliste est déployée dans son ensemble comprenant : le développement d’un modèle mécanique du système, la modélisation des incertitudes en entrée, le choix d’un critère de défaillance, l’implémentation et l’exploitation d’une méthode de fiabilité, et une étude de fiabilité.

The Cigéo project aims at solving the problem of Intermediate Level Long-Lived and High Level radioactive waste long-term management. Its design (deep geological disposal facility) is based on the passive containment of the radioactivity using a clay rock layer having suitable properties. The disposal facilities will be submitted to an aging process during several centuries. These time scales induce uncertainties on their evolu-tion and their lifetime. The reliability of the Cigéo project needs to be proved before it can be implemented at an industrial scale. This work proposes a first application of the reliability methods to answer this problem. It is focused on the high-level radioactive waste facilities and aims at estimating the evolution of the failure probability over time, as well as its sensitivity with respect to the input parameters. This work required the complete deployment of the reliability approach including: the development of a me-chanical model of the system, the modelling of the input uncertainties, the choice of a failure criterion, the implementation of a reliability method, and a sensitivity analysis.