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Technical Report NTB 94-21

INTRAVAL Finnsjon Test Modelling Results for some Tracer Experiments

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Ce rapport présente les résultats obtenus dans la Phase II de l'étude INTRAVAL.

La nature du transport d'un traceur à travers la roche cristalline fissurée a été étudiée à l'aide de la modélisation des essais de migration réalisés au site de Finnsjön. L'étude a été faite afin d'approfondir les connaissances au sujet des processus de transport, des exactitudes et limites du modèle utilisé. Le modèle est basé sur le concept d'un transport à double porosité et en tenant compte du transport advectif et unidimensionnel, de la dispersion longitudinale, de la sorption à la surface des fissures, de la diffusion dans des pores interconnectés de la matrice rocheuse, et de la sorption aux surfaces intérieures. Le nombre de zones indépendantes conductrices d'eau, définies soit comme étant des fissures planes ou des veines, peut être plus grand que un. Le processus de sorption a été décrit à l'aide des isothermes de sorption linéaires ou non-linéaires (Freundlich) en supposant que l'équilibre est atteint instannément. La diffusion de traceur, depuis les zones conductrices d'eau dans des pores interconnectés de la matrice rocheuse, a été calculée perpendiculairement à la direction du transport par advection et dispersion. Dans l'analyse, les paramètres hydrauliques sont ajustés pour la mesure de distribution d'un traceur "conservatif' (iodine). Par la suite, les ajustements des données expérimentales pour des traceurs sorbants (strontium et césium) nécessitent des paramètres qui dépendent de l'élément en question et ainsi fournissent des informations sur le processus de sorption et de leur traitement dans le modèle. La méthode de fixation de tous les paramètres, à l'exception des paramètres de sorption, avec des distributions des traceurs non-sorbants est d'usage courant. Les recherches montrent clairement la nécessité de prendre en considération les écarts supérieurs et inférieurs du débit de pompage; sans quoi aucune conclusion fiable ne peut être tirée en ce qui concerne les processus de sorption ou les aspects géométriques. Un modèle considérant deux chemins d'infiltration décrit beaucoup mieux les données qu'un modèle basé sur une seule zone de flux. Mais, par l'introduction d'une seconde zone d'écoulement, un ajustement optimal des paramètres devient ambigue. Bien que les valeurs attendues pour les différents ajustements optimums des paramètres présentent des différences souvent de l'ordre d'un écart-type. Bien que le transport soit dominé par l'advection et la dispersion, et qu'on observe peu d'influence de la diffusion dans la matrice sur la queue de la courbe d'écoulement, la diffusion dans la matrice est un processus important et non négligeable. La modélisation de l'élution du strontium donne de meilleurs ajustements des valeurs pour un facteur de rétention et le coefficient de sorption; ces derniers sont en accord avec les résultats des valeurs de Kd obtenues dans des essais de sorption en batch. Les meilleurs ajustements pour le césium sont obtenus en prenant en considération des isothermes non linéaires de type Freundlich. Les valeurs extraites des coefficients de l'isotherme de Freundlich sont également en accord avec les essais indépendants du laboratoire. Les calculs comparatifs montrent que le transport est modélisé sur base d'une géométrie de fissure plane plutôt que sur base de celle des veines.

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