Apport des traceurs naturels à la compréhension des transferts au sein des formations argileuses compactées

Fethi Bensenouci, doctorat de thèse de l'Université Paris-Sud 11, soutenue le 3 novembre 2010, 194 p.

Ce travail s’inscrit dans le cadre des études menées par l’IRSN sur la sûreté d’un stockage géologique des déchets radioactifs HA-MAVL, et plus particulièrement sur la barrière géologique, une des composantes du concept multi-barrière proposé par l’Andra. La formation argileuse du Callovo-Oxfordien, située dans l’Est de la France, est actuellement étudiée par l’Andra comme roche hôte potentielle du futur stockage. L’évaluation des performances de la barrière géologique repose sur la connaissance de ses propriétés de confinement et plus particulièrement sur la maitrise des paramètres de transport en son sein. Cette thèse s’inscrit dans cet objectif et, plus spécifiquement sur l’apport des traceurs naturels à la compréhension des mécanismes de transfert. Une étude des profils de traceurs naturels des eaux porales (²H, 18O, Cl-, Br- et 4He), à partir d’échantillons provenant de forages traversant les formations mésozoïques de l’Est (Forage Andra EST433, programme TAPSS2000) et du Sud (Forages IRSN PH4 et PH5, Tournemire) de la France a été menée. Deux méthodes expérimentales ont été appliquées pour déterminer les concentrations et paramètres de diffusion des traceurs : l’échange diffusif en phase vapeur et la diffusion radiale. Dans les argilites de Tournemire, les profils des différents traceurs se présentent sous la forme d’une courbe caractéristique d’un échange diffusif entre l’eau porale des argilites et celle de son encaissant aquifère sous influence météorique. Pour les formations de l’Est de la France, l’étude des profils a confirmé un processus de diffusion dominant au sein de la formation du Callovo-Oxfordien et a permis de préciser les paramètres de transport sur la totalité de la colonne stratigraphique allant de l’Oxfordien au Lias. Elle a également permis d’identifier le Lias comme source de sel pour le Dogger aquifère.