Défi. Déterminer l'importance de divers processus physiques (par exemple, infiltration, percolation, écoulement dans la zone non saturée, écoulement dans la matrice de fracture, production de chaleur, transport de radionucléides, etc.
Solution. Le site de Yucca Mountain est situé à environ 160 km au nord-ouest de Las Vegas, dans le Nevada. L'hydrogéologie du site consiste en une épaisse zone non saturée composée principalement de dépôts volcaniques (roches tuffacées). La complexité du site de Yucca Mountain a nécessité l'utilisation de modèles numériques sophistiqués pour évaluer les processus physiques à l'œuvre et leurs implications sur la conception et la performance du dépôt. Les efforts de modélisation des processus d'INTERA comprenaient le développement d'un modèle prédictif pour les variations à l'échelle du dépôt du flux de percolation dues aux incertitudes dans la caractérisation hydrologique du sous-sol, l'application de la théorie de la fiabilité pour la propagation des incertitudes dans les systèmes d'écoulement non saturés, et le développement d'un modèle semi-analytique pour analyser l'infiltration en régime permanent dans une formation stratifiée avec des paramètres incertains. Des méthodes de modélisation de l'écoulement non équilibré entre fractures et matrices dans les milieux non saturés ont été développées et appliquées à un modèle de zone non saturée à l'échelle du site de Yucca Mountain afin d'étudier la sensibilité des mouvements d'humidité à l'échelle de la montagne aux incertitudes concernant les propriétés hydrologiques, les modèles conceptuels alternatifs d'interaction entre fractures et matrices et les scénarios d'infiltration multiples. INTERA a développé un modèle thermo-hydrologique tridimensionnel à l'échelle de la montagne afin d'examiner la durée et l'ampleur des perturbations du système ambiant dues à la chaleur. Des modèles bidimensionnels transversaux ont été utilisés pour étudier les impacts des hétérogénéités à l'échelle locale et des changements thermo-hydrologiques dans les tunnels d'enfouissement des déchets. Une méthode de mise à l'échelle a été développée pour tenir compte des effets de refroidissement des bords dans le dépôt proposé. Des modèles tridimensionnels à l'échelle des galeries ont été développés pour prédire les conditions thermo-hydrologiques dans les galeries d'enfouissement de déchets, et nous avons mené une étude de référence sur l'écoulement de la chaleur et des fluides à l'échelle des galeries en utilisant le code intégré de différences finies TOUGH2 et le code d'éléments finis FEHM. Nous avons également développé un modèle thermo-hydrologique à l'échelle du sous-dépôt pour prédire les changements de température et de saturation induits par la mise en place de déchets radioactifs générateurs de chaleur. Pour évaluer les effets thermiques-hydrologiques-mécaniques (THM) dans le tuf fracturé associés à la production de chaleur par les conteneurs de déchets, nous avons effectué des calculs de portée à l'aide d'un modèle couplé réservoir-géomécanique. Les résultats de nos efforts de modélisation des processus ont été incorporés dans un modèle de système total afin d'évaluer la capacité du système global d'élimination des déchets à répondre aux normes réglementaires.
