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Technical Committee 204 /
Comité technique 204
jauges de déformations dans les 3 directions, en parties
interne ou externe du chemisage,
capteurs d’humidité relative de l’espace annulaire,
cannes de convergences horizontales et verticales,
capteurs de pression d’eau dans l’espace annulaire,
capteurs de pression totale appliquée au chemisage,
capteurs de déplacement, reprise de jeu chemise / roche,
ligne de capteurs de température (pour les sollicitations
thermiques des alvéoles),
La figure suivante représente un lamage interne du chemisage
dans lequel des jauges de déformations (et électronique
intégrée) ont été micro soudées pour mesurer les déformations
locales des chemises engendrées par les contraintes transmises
par le massif d’argilites.
Figure 6. Photo de montage d’un clinquant équipé de jauges et
électronique de lecture intégrée.
La figure suivante illustre l’instrumentation de 4 sections d’une
alvéole chemisée de 40 m de longueur. Le graphe permet de
visualiser l’évolution de l’humidité relative à différentes
profondeur, dans l’espace annulaire sur une période de l’ordre
d’un an. On constate qu’à partir de 15m de profondeur
l’humidité relative a rapidement atteint une valeur palier entre
95% et 100% tandis que la section de mesure située à 7m (à
proximité de la tête de l’alvéole et par conséquent proche du
système de ventilation des galeries) montre des valeurs plus
fluctuante et parfois inférieures.
Figure 7. Evolution de l’humidité relative selon 4 sections de mesure, au
sein d’une alvéole chemisée de 40m, pendant 1 an.
Des expérimentations sont en cours sur un démonstrateur
d’alvéole chemisée qui sera sollicitée thermiquement jusqu’à
90°C afin de simuler la présence de colis de déchets HAVL
(Haute Activité et Vie Longue). Des capteurs de pression totale
ont été développés spécifiquement pour le projet pour
déterminer l’impact du comportement thermo-hydro-mécanique
du massif avoisinant sur le chargement mécanique du
chemisage. Le schéma ci-après représente ce capteur intégré au
chemisage. Une modélisation numérique de ce capteur a
également été » conduite pour contrôler son dimensionnement.
Figure 8. Simulation 3D d’une chemise (Ø 70 cm, l=2m) et d’un capteur
d’effort intégré dans le chemisage.
Nous précisons que l’ensemble de ces dispositifs a été testé en
vraie grandeur au sein du laboratoire d’Egis Géotechnique. A
l’aide d’un packer cylindrique creux et d’un tube de réaction,
des tests mécaniques de contraintes jusqu’à 50 bars ont été
menés sur ces chemises instrumentées de 2m de longueur. Ces
essais nous ont permis de valider nos chaines d’acquisition
avant de les mettre en œuvre dans le laboratoire souterrain de
l’Andra.
5 INSTRUMENTATION PAR FIBRE OPTIQUE
En parallèle des instrumentions dites « classiques » dans le
domaine de la géotechnique, des capteurs plus innovants
utilisant la technologie à fibre optique ont été mis en place.
Il s’agissait de mettre en place plusieurs fibres optiques le long
du chemisage de 40m (en externe et en interne) pour mesurer le
comportement thermomécanique « global » du chemisage. Une
fibre optique pour acquisition d’un profil de déformation (dont
la résolution spatiale est entre 50 cm et 1m) a été fixée sur la
génératrice intérieure haute du chemisage ainsi qu’une fibre
relative à un profil de température. Une fibre optique renforcée
a été positionnée à l’extérieur sur la partie haute de l’alvéole
pour la détection de chutes de blocs / breakouts.
Les mesures ont été effectuées avec des interrogateurs
permettant les analyses des rétrodiffusions Brillouin pour la
mesure de déformation et l’analyse de la rétrodiffusion Raman
pour la mesure de température.
La figure suivante synthétise l’ensemble de la chaine de mesure
au sein du laboratoire souterrain de recherche (depuis l’alvéole
jusqu’à une distance déportée de 200 m de galerie et une baie
spécifique fibre optique contenant l’enregistreur de type
BOTDA (Brillouin based Optical Time Domain Analysis) qui
est basée sur le principe de rétrodiffusion stimulée. L’avantage
de ce type d’analyseur est qu’il permet d’obtenir un meilleur
signal sur bruit et une meilleure précision de mesure. En
revanche le système doit être bouclé.
Figure 9. Schéma conceptuel de la chaine d’acquisition Fibre optique,
de l’alvéole chemisée instrumentée jusqu’à l’enregistreur BOTDA.
