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Investigating the mechanical behavior of a surface repository for low and intermediatelevel short-lived radioactive waste

Description du Projet

Dans le cadre de la conception et de la démonstration de sureté des ouvrages de stockage de déchets radioactifs de faible et moyenne activité à
vie courte au Centre de Stockage de l’Aube (CSA, Nord‐Est de la France), ITASCA Consultants SAS, en groupement avec EGIS Industries, a évalué le comportement mécanique des ouvrages gravillonnés destinés à recevoir les colis de type « béton durable ».

Fig.1 : Coupe verticale d’un colis cubique et gravillonnage des piles de colis dans un ouvrage
Fig.2 : Maillage de 2 piles adjacentes de colis cylindriques et cubiques, et du gravier adjacent

Role d'Itasca

Il s’agit, par une approche de modélisation progressive ascendante (un colis seul, puis une pile de colis avec son remplissage, et enfin un ensemble de colis représentatifs et des ouvrages) et descendante (surcharge sur une pile de colis déduite des efforts sur le contenu homogénéisé à l’échelle de l’ouvrage), de comprendre et quantifier le comportement mécanique de ces assemblages hétérogènes aux différentes échelles. Il consiste en:

  • Conceptualisation phénoménologique et définition des simulations les plus représentatives et englobantes, compte tenu de la grande variabilité des types de colis stockés et des cartographies de remplissage des ouvrages ;
  • Simulation des colis en béton durable unitaires en tenant compte des typologies et d’éventuels défauts de conteneur, ainsi que des propriétés de déchets (+40 cas) ; détermination de leur comportement effectif ;
  • Simulation des piles de colis en béton durable, pendant la mise en œuvre et sous charge, en tenant compte d’éventuels excentrements (30 cas) ; détermination de leur comportement effectif ;
  • Simulation d’un volume représentatif du contenu des ouvrages pour différentes dispositions des piles de colis ; vérification des efforts en tête de pile ; réévaluation des piles sous les efforts les plus critiques obtenus.

Resultats

  • Le comportement mécanique est évalué pour chaque constituant des ouvrages :
  • mélange des déchets (Fig. 3a),
  • éléments de colis en béton (Fig. 3, 4a),
  • gravier de remplissage (Fig. 4b).
  • Les éléments les plus critiques à différentes échelles sont identifiés et évalués.
  • Le comportement effectif du contenu des ouvrages est caractérisé, afin d’être correctement représenté dans les calculs de structure des ouvrages.
Fig.3 : Champs de contrainte principale mineure dans un colis sans défaut (a), et de contrainte principale majeure (traction) dans un colis avec défaut (b)
Fig.4 : Champs de contrainte principale majeure dans le béton d’une pile de colis (a), et de contrainte principale mineure dans le gravier de remplissage (b)
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Bureau

France
Itasca Consultants S.A.S.

Secteur d'activité

Civil Engineering

Client

Andra

Lieu

Aube, France

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