Modelling the porewater chemistry of the Callovian–Oxfordian formation at a regional scale

In ANDRA's studies to characterize the Callovian–Oxfordian formation, porewater chemistry is a key topic. Indeed, chemistry determines the durability of the repository materials (bentonite, concrete, metals, nuclear glass) and the speciation (and thus the mobility) of radionuclides. The method developed in the frame of the THERMOAR project enables the acquisition of a complete set of data from core samples to model the porewater chemistry. The method requires a detailed mineralogical study, a model of free-water/bound-water distribution, leaching experiments, adsorbed ion measurements, ion-exchange constant acquisition, and CO2 partial-pressure measurements. These experiments and measurements were done on samples from the site of the Meuse/Haute-Marne laboratory and from ANDRA's regional boreholes. The regional stability of a great number of parameters can be observed, except for a decrease of the Na and Cl concentration following a NE–SW axis passing through the laboratory. The water/rock equilibrium model makes it possible to calculate the chemical composition of interstitial waters of the formation. To cite this article: É.C. Gaucher et al., C. R. Geoscience 338 (2006).

RésuméParmi les études menées par l'ANDRA pour caractériser le Callovo-Oxfordien, la chimie de l'eau interstitielle constitue une thématique clé, car elle détermine le devenir dans le temps des matériaux introduits sur les sites de stockage (bentonite, béton, métaux, colis de verre). Elle détermine aussi la spéciation (et donc la mobilité) des radionucléides. La méthode développée dans le cadre du projet THERMOAR permet l'acquisition d'un jeu complet de données pour modéliser la chimie des eaux à partir de carottes de roche. Elle nécessite une étude minéralogique approfondie, un modèle de répartition eau libre/eau liée, des expériences de lessivage, des mesures des ions adsorbés, l'acquisition de constantes d'échange d'ions, la mesure des pressions partielles en CO2. L'ensemble de ces expériences et mesures a été appliqué à des échantillons provenant du site du laboratoire Meuse/Haute-Marne et des forages régionaux de l'Andra. On observe ainsi la stabilité régionale d'un grand nombre de paramètres, à l'exception d'une diminution de la teneur en Na et Cl suivant un axe NE–SW passant par le laboratoire. Le modèle d'équilibre eau/roche permet de calculer la composition chimique des eaux interstitielles de la formation. Pour citer cet article : É.C. Gaucher et al., C. R. Geoscience 338 (2006).