Laboratoire souterrain Mont Terri

Le projet de recherche international du Mont Terri a pour objet d’étudier les caractéristiques géologiques, hydrogéologiques, géochimiques et de mécanique des roches de l’argile à opalinus. La connaissance de ces caractéristiques est en effet essentielle pour l’évaluation de la sécurité et de la faisabilité technique de la construction d’un dépôt géologique en couches profondes pour déchets radioactifs dans cette roche.

En 2009, les travaux de l’IFSN se sont essentiellement concentrés sur l’expérimentation RC (« Rock Mass Characterisation ») effectuée par le département d’ingénierie géologique de l’EPF de Zurich. Les points forts de cette expérimentation s’étendant sur plusieurs années sont d’une part l’analyse des déformations induites par le forage d’une nouvelle galerie (galerie 08) et d’autre part l’enregistrement des déformations qui évoluent très lentement dans le temps. L’influence des discontinuités existantes (plans de clivage tels que fractures, zones de cisaillement, perturbations, stratifications) sur le comportement mécanique de la roche de l’argile à opalinus y présente un intérêt particulier. Les mesures de déformation dans des forages d’observation, les mesures de décrochements géodésiques sur la périphérie des volumes creux ainsi que les dislocations de surface de la zone d’expérimentation évaluées à partir de relevés laser ont déjà fait l’objet d’un traitement scientifique pour l’essentiel.

L’exploitation de ces données a montré que le comportement de la roche était fortement influencé par l’anisotropie de la roche et de la montagne ainsi que par les hétérogénéités. Les observations effectuées lors du creusement de la galerie montrent que le comportement mécanique de l’argile à opalinus est déterminé par une combinaison de décrochements de glissement le long des plans de rupture existants (zones de cisaillement, fractures), ruptures de cisaillement le long de la strate ainsi que de processus de rupture de friabilité. Pour vérifier ce comportement de la roche, des essais en laboratoire ont également été effectués sur des carottes d’argile à opalinus afin d’en déterminer les caractéristiques mécaniques (EPF de Zurich associée à l’Université technique de Graz/Autriche).

L’IFSN a ensuite participé à deux petites expériences de suivi dans la niche de l’expérimentation EZ-B (génération de fractures dans la zone perturbée par une excavation) de l’IFSN : au cours de l’expérience de déformation cyclique (CD), il est procédé à l’analyse du comportement d’assèchement cyclique de la paroi de la galerie en fonction du climat régnant dans la galerie (température, humidité de l’air). Avec l’expérience d’enregistrement de l’évaporation (FM-D), l’IFSN évalue, en collaboration avec swisstopo, une nouvelle méthode de détermination de la perméabilité (evaporation logging) dans les forages.

Approfondissement de forages courts dans la galerie d’expérimentation EZ-B pour la caractérisation des fractures dans la zone de désagrégation (Source : Ingénierie géologique EPF Zurich)