Laboratoire Äspo Hard Rock

Laboratoire Äspo Hard Rock

Description du site

Le laboratoire Äspo Hard Rock (HRL) est une structure scientifique souterraine située sous l’île Äspo, à environ 300 km au sud de Stockholm, dans la péninsule de Simpevarp entourée par la mer Baltique. Ce site de recherche et développement (R&D) a été construit en 1986 (Cosma et al., 2001 ; Milnes, 2002) par la Société Suédoise de Gestion des Déchets Nucléaires (SKB) afin de développer de nouvelles méthodologies et technologies pour acquérir le savoir-faire nécessaire à la construction d’une roche dure de stockage des déchets nucléaires. Le HRL ne deviendra jamais un site de stockage proprement dit et restera un site expérimental. Le laboratoire se compose d’un tunnel principal de 3,6 km de long et de plusieurs tunnels adjacents allant de la surface à une profondeur de 450 m. Le laboratoire est principalement construit dans des roches granitiques fracturées qui ont plus de 1,7 milliard d’années (Cosma et al., 2001).

Depuis plus de 30 ans, une multitude d’activités de recherche et de surveillance sont menées au sein de ce laboratoire afin de contribuer à la conception du site de stockage des déchets ultimes nucléaires qui est prévu à Forsmark (SKB, 2019). L’objectif de ces investigations est de caractériser la roche cristalline dans un environnement similaire à celui du futur site de stockage et qui n’a pas été perturbé en profondeur par d’anciennes activités minières (Milnes, 2002).

Dans un premier temps, un plan de construction et de positionnement de la structure souterraine a été élaboré, d’abord à l’aide d’expériences de terrain en surface qui étudient les caractéristiques naturelles de la roche-mère (études géologiques, hydrogéologiques et géotechniques) et ensuite à l’aide de différentes techniques de creusement de tunnels testées pour évaluer la réponse mécanique de la roche et leur impact hydrogéologique. Dans un deuxième temps, les caractéristiques de la roche cristalline ont été analysées par différentes méthodes afin d’étudier la capacité du socle rocheux à agir comme une barrière naturelle. Par exemple, des études géophysiques utilisant différentes techniques d’imagerie telles que la sismique, le GPR, la résistivité électrique, la polarisation induite (Cosma et al., 2001 ; Molron et al., 2020 ; Walton et al., 2015) ont été réalisées pour caractériser les environnements fracturés et les propriétés physiques de la roche ; la cartographie des fractures (Hardenby et al., 2008 ; Petersson et al, 2017) a été conçue pour le développement de modèles de fractures (Le Goc et al., 2017) ; des études hydrogéologiques (Gustafson & Krásný, 1994 ; Nordqvist et al., 2015) ont été développées pour caractériser les processus d’écoulement des eaux souterraines dans les fractures en profondeur ; des études de fracturation hydraulique (Zang et al., 2016) ont été menées pour étudier l’influence des contraintes sur les fractures. Enfin, des études ont été menées sur le comportement des matériaux tampons de protection et de remplissage et sur des bidons de cuivre testés dans différentes conditions environnementales (SKB, 2019). Pour plus d’informations, vous pouvez consulter le site web de SKB.

(a) Illustration du Laboratoire Äspo Hard Rock dans la péninsule de Simpevarp, en Suède. Le tunnel d’étude (TAS04) est situé à une profondeur de 410 m. Figure modifiée d’après SKB (2016), avec l’aimable autorisation de SKB, Illustrateur : Jan Rojmar. (b) Orthophotographie du sol du tunnel montrant la limite géologique entre le granite à grain fin (à gauche), la diorite d’Äspö et la granodiorite d’Ävrö (à droite) indiquée par des lignes pointillées jaunes et bleues, les forages préexistants peu profonds représentés par des points noirs avec oxydation (traces orange) et les plaques de béton délimitées par des lignes pointillées rouges. (Molron et al., 2020)

Références

  1. C. Cosma, O. Olsson, J. Keskinen, and P. Heikkinen. Seismic characterization of fracturing at the Äspö Hard Rock Laboratory, Sweden, from the kilometer scale to the meter scale. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 38(6):859 — 865, 2001. [ DOI ]
  2. G. Gustafson and J. Krásný. Crystalline rock aquifers: Their occurrence, use and importance. Applied Hydrogeology, 2(2):64–75, 1994. [ DOI ]
  3. C. Hardenby, O. Sigurdsson, L. Hernqvist, and N. Bockgård. The TASS-tunnel project “Sealing of tunnel at great depth”, Geology and hydrogeology–Results from the pre-investigations based on the boreholes KI0010B01, KI0014B01 and KI0016B01. Technical Report IPR-08-18, Retrieved from Stockholm, Sweden, 2008.
  4. R. Le Goc, C. Darcel, and P. Davy. Advanced DFN models from multi-support data for underground facilities. Procedia Engineering, 191:1015 — 1022, 2017. [ DOI ]
  5. A. G. Milnes. Swedish deep repository siting programme. guide to the documentation of 25 years of geoscientific research (1976-2000). Technical Report TR-02-18, Retrieved from Stockholm, Sweden, 2002. [ .pdf ]
  6. J. Molron, N. Linde, L. Baron, J.-O. Selroos, C. Darcel, and P. Davy. Which fractures are imaged with Ground Penetrating Radar? results from an experiment in the Äspö Hardrock Laboratory, Sweden. Engineering Geology, 273:105674, 2020. [ DOI ]
  7. R. Nordqvist, A. Lindquist, P. Thur, J. Byegård, and E. Gustafsson. A single-well injection-withdrawal (SWIW) experiment with synthetic groundwater. Technical Report R-12-08, Retrieved from Stockholm, Sweden, 2015. [ .pdf ]
  8. J. Petersson, C. H. Wahlgren, P. Curtis, P. Hultgren, H. Mattsson, and S. Carlsten. Äspö site descriptive model. Simplified geological single-hole interpretation of drill cores from the period 1988-2002. Technical Report P-14-12, Retrieved from Stockholm, Sweden, 2017. [ .pdf ]
  9. SKB. Äspö hard rock laboratory – annual report 2015. Technical Report TR-16-10, Retrieved from Stockholm, Sweden, 2016. [ .pdf ]
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  11. G. Walton, M. Lato, H. Anschütz, M.A. Perras, and M.S. Diederichs. Non-invasive detection of fractures, fracture zones, and rock damage in a hard rock excavation – Experience from the Äspö Hard Rock Laboratory in Sweden. Engineering Geology, 196:210 — 221, 2015. [ DOI ]
  12. A. Zang, O. Stephansson, L. Stenberg, K. Plenkers, S. Specht, C. Milkereit, E. Schill, G. Kwiatek, G. Dresen, G. Zimmermann, T. Dahm, and M. Weber. Hydraulic fracture monitoring in hard rock at 410 m depth with an advanced fluid-injection protocol and extensive sensor array. Geophysical Journal International, 208(2):790–813, 2016. [ DOI ]

Disponibilité des données

Requêtes prédéfinies

Pour faciliter la recherche d’ensembles de données générales, des requêtes prédéfinies ont été créées et sont régulièrement exécutées. Les résultats peuvent être téléchargés à partir des liens disponibles ci-dessous :

Cycle de l’eau

Hydrogéophysique en forage

Hydrogéophysique spatialisée

KMZ viewer

Le viewer ci-dessous représente le module Google Earth et fournit une visualisation du site et des informations sur les données disponibles. Cette interface fournit également une information sur les types de mesures, les lieux, les dates, etc. Les données peuvent être téléchargées à partir des liens disponibles sur cette interface.

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