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Version
7.3
Titre :
WTNP113 - Resaturation d'une alvéole
Date :
03/01/05
Auteur(s) :
S. GRANET
Clé
:
V7.32.113-A
Page :
1/8
Manuel de Validation
Fascicule V7.32 : Thermo-hydro-mécanique en milieu poreux non saturé
HT-66/05/005/A
Organisme(s) :
EDF-R&D/AMA
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Fascicule V7.32 : Thermo-hydro-mécanique en milieu poreux non saturé
Document : V7.32.113
WTNP113 - Resaturation d'une alvéole
Résumé :
Le test présenté ici permet de vérifier le bon fonctionnement des opérateurs utilisés pour la résolution des
équations d'un écoulement en milieu insaturé. Ce test correspond au test 3.2 du plan de qualification du projet
ALLLIANCES [bib1].
Il représente l'évolution de la saturation en eau du milieu autour d'une alvéole de stockage. Deux phases sont
prises en compte, une phase de désaturation lors de l'exploitation de l'ouvrage souterrain et une phase de
resaturation après le remblaiement de galerie des alvéoles.
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1
Problème de référence
1.1 Géométrie
Le domaine étudié représente une coupe de terrain autour d'une alvéole de stockage.
Coordonnées des points (m) :
A 0
-500
C 10 -400
B 10 -500
D 0 -400
O 10 -450
Rayon de l'alvéole : 5.6 m
1.2
Propriétés du matériau
On ne donne ici que les propriétés dont la solution dépend, sachant que le fichier de commandes
contient d'autres données de matériau (températures, ...) qui finalement ne jouent aucun rôle dans la
solution du problème traité.
Eau liquide
Masse volumique (kg.m
-3
)
Viscosité
1000
1
Paramètres
homogénéisés
Perméabilité K
Isotherme de sorption
Perméabilité relative
Porosité
Emmagasinement
10
-18
m
-2
( )
[
]
33
.
0
49
.
1
8
)
10
.
5
.
6
(
1
85
.
0
15
.
0
c
c
P
P
S
+
+
=
( )
3
S
P
kr
c
w
=
0,14
4. 10
-10
m
-1
A B
C
D
O
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1.3
Conditions initiales
Le problème comporte deux phases :
·
Une première phase de 15 ans de désaturation correspondant à l'exploitation de l'ouvrage
souterrain
·
Une seconde phase de resaturation après le remblaiement de l'alvéole correspondant à
l'exploitation (on initialise la saturation de l'alvéole à 0,7).
Les conditions initiales sont les suivantes :
Pour la phase 1
·
Alvéole
c
P
= 9,4.10
7
Pa (S = 0,49)
·
Barrière géologique
c
P
= 1.10
5
Pa (S = 0,999)
Pour la phase 2 (t > 15 ans)
·
Alvéole
c
P
= 3,015.10
7
Pa (S = 0,7)
1.4
Conditions aux limites
Elles s'expriment sur la pression capillaire.
Phase 1 :
Sur [AB]
c
P
= 1.10
5
Pa
Sur [CB] Flux hydraulique nul
Sur [CD]
c
P
= 1.10
5
Pa
Sur [A01] U [02D] Flux hydraulique nul
Sur l'ensemble de l'alvéole
c
P
=9,4.10
7
Pa (S=0,49).
Phase 2 :
Sur [AB]
c
P
= 1.10
5
Pa
Sur [CB] Flux hydraulique nul
Sur [CD]
c
P
= 1.10
5
Pa
Sur [AD] Flux hydraulique nul
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2 Modélisation
A
2.1
Caractéristiques de la modélisation A
Les résultats présentés ici résultent de la modélisation en déformations planes effectuée avec
2988 éléments TRI3.
2.2 Fonctionnalités
testées
Commande Option
AFFE_MODELE
D_PLAN_THHD
DEFI_MATERIAU
THM_LIQU
THM_GAZ
THM_DIFFU
THM_INIT
AFFE_CHAR_MECA DDL_IMPO
PRE1
PRE2
TEMP
STAT_NON_LINE COMP_INCR RELATION KIT_THH
RELATION_KIT
LIQU_GAZ
HYDR_UTIL
CREA_CHAMP OPERATION
EXTR
CREA_CHAMP OPERATION
AFFE
CREA_CHAMP OPERATION
ASSE
STAT_NON_LINE COMP_INCR
RECH_LINEAIRE
RELATION KIT_THH
RELATION_KIT
LIQU_GAZ
HYDR_UTIL
Discrétisation en temps : 34 pas de temps pour une simulation de 10000 ans.
2.3 Résultats
On présente les profils de pression capillaire et de saturation sur une coupe horizontale (y = 450m) et
verticales (x = 7m).
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Figure 2.3-a : Profils de pression capillaire Y = -450m
Figure 2.3-b : Profils de saturation Y = -450m
Pressions capillaires Y = -450 m
0,00E+00
2,00E+07
4,00E+07
6,00E+07
8,00E+07
1,00E+08
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
X(m)
Pc
(
P
a
)
7,5 ans
15 ans
50 ans
100 ans
200 ans
500 ans
1000 ans
10000 ans
Saturation Y = -450m
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
X(m)
S
7,5 ans
15 ans
50 ans
100 ans
200 ans
500 ans
1000 ans
10000 ans
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Figure 2.3-c : Profils de pression capillaire X = 7 m
Figure 2.3-d : Profils de saturation X = 7 m
2.4 Valeurs
testées
X (m)
Y(m)
Temps (ans)
PRE1 (Pa) Aster
5 -450
27
2.9E7
5 -450
10000 4.5E6
7 -450
27
4.2E6
7 -450
10000 4.5E6
Ces résultats sont qualitativement conformes à ceux que l'on trouve dans la littérature d'Alliances
(isovaleurs).
Pressions capillaires X = 7m
0,00E+00
2,00E+06
4,00E+06
6,00E+06
8,00E+06
1,00E+07
-500
-480
-460
-440
-420
-400
Y(m)
Pc
7,5 ans
15 ans
50 ans
100 ans
200 ans
500 ans
1000 ans
10000 ans
Saturations X = 7m
0,8
0,82
0,84
0,86
0,88
0,9
0,92
0,94
0,96
0,98
1
-500
-480
-460
-440
-420
-400
Y (m)
S
7,5 ans
15 ans
50 ans
100 ans
200 ans
500 ans
1000 ans
10000 ans
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3 Modélisation
B
3.1
Caractéristiques de la modélisation B
Il s'agit de la même modélisation que ci-dessus mais avec la modélisation THH2D (avec un coefficient
de Henry infini). Les résultats attendus doivent donc être exactement les mêmes.
3.2 Fonctionnalités
testées
Commande Option
AFFE_MODELE
D_PLAN_THH2D
DEFI_MATERIAU
THM_LIQU
THM_GAZ
THM_VAPE_GAZ
THM_AIR_DISS
THM_DIFFU
THM_INIT
AFFE_CHAR_MECA DDL_IMPO
PRE1
PRE2
TEMP
STAT_NON_LINE COMP_INCR RELATION KIT_THH
RELATION_KIT
LIQU_AD_GAZ_
VAPE
HYDR_UTIL
CREA_CHAMP OPERATION
EXTR
CREA_CHAMP OPERATION
AFFE
CREA_CHAMP OPERATION
ASSE
STAT_NON_LINE COMP_INCR
RECH_LINEAIRE
RELATION KIT_THH
RELATION_KIT
LIQU_AD_GAZ_
VAPE
HYDR_UTIL
Discrétisation en temps : 34 pas de temps pour une simulation de 10000 ans.
3.3 Valeurs
testées
X (m)
Y(m)
Temps (ans)
PRE1 (Pa) Aster
5 -450
27 2.9E7
5 -450
10000
4.5E6
7 -450
27 4.2E6
7 -450
10000
4.5E6
Les valeurs sont bien sur les mêmes que précédemment. Cette modélisation, plus lourde, n'a pour but
que de correspondre au modèle THM le plus complet tel qu'exigé par Alliances.
4 Bibliographie
[1]
Projet Alliances plan de qualification, note ANDRA CNT-ASCS 02-075B
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Page laissée intentionnellement blanche.