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Technical Report NTB 85-36
Gas migration through MX-80 bentonite
L'on sait que le transport des gaz à travers la bentonite fortement comprimée est très lent; des essais récents ont cependant donné à penser qu'il existe une pression de gaz critique à laquelle le gaz forme des passages de haute conductivité à travers la masse d'argile. La présente étude a été conçue dans le but de tester l'hypothèse de l'existence d'une pression de gaz critique en déterminant le flux gazeux en fonction de la pression de gaz appliquée, celle-ci étant augmentée par incréments discrets; de plus il était prévu d'étudier la microstructure afin de mettre éventuellement en évidence le mécanisme de percolation du gaz.
Huit essais ont été menés à bien sur des échantillons de bentonite de type MX-80 saturés avec l'eau de référence de la Nagra, de salinité relativement élevée. Les densités finales des échantillons saturés variaient entre 1.7 t/m3 et un peu plus de 2.1 t/m3. Au cours de tous les essais on a observé que la conductivité au gaz augmentait soudainement à partir d'une pression seuil du même ordre de grandeur que la pression de gonflement de l'échantillon.
L'un des échantillons a été soumis à une analyse de microstructure qui a révélé l'existence de poches bien définies et remplies de gaz; certaines d'entre elles ont laissé échapper du gaz lors du placement de l'échantillon dans la substance de support utilisée pour l'analyse de microstructure. Ceci confirme le fait qu'un phénomène de percolation du gaz a lieu à travers plusieurs passages étroits qui sont formés si la pression gazeuse est suffisante. Pour les bentonites de densité faible ou moyenne les effets de capillarité sont probablement responsables pour la résistance au transport du gaz, tandis que dans les bentonites de densité élevée le gaz doit déplacer les agrégats d'argile. Il est ainsi logique que dans ce dernier cas la pression de gaz critique soit très élevée et proche de la pression de gonflement.