Dans le cadre du projet français de centre de stockage géologique profond des déchets radioactifs (Cigéo) il est prévu de stocker les déchets de haute-activité dans des micro-tunnels horizontaux appelés alvéoles de stockage. Le confinement des déchets est assuré par différentes barrières depuis les matériaux de conditionnement des déchets jusqu'au milieu géologique pour le très long terme. Une de ces barrières est le conteneur de stockage en acier dans lequel le déchet est scellé. Son rôle est d'isoler le déchet de l'environnement le temps que sa radiotoxicité et sa température aient suffisamment baissé. En condition de stockage le conteneur est soumis à des phénomènes chimiques et mécaniques qui peuvent altérer son intégrité structurelle. La prédiction et la modélisation de ces phénomènes sont soumises à des incertitudes liées aux difficultés inhérentes à l'extrapolation sur de longues périodes de temps. Les incertitudes sur les conditions de stockage se propagent à la durée de vie du conteneur. L'objectif de ces travaux est la modélisation des scénarios de vie du conteneur en intégrant les incertitudes et de résoudre le problème de couplage mécano-fiabiliste en fonction du temps. Les résultats de cette étude donnent une première estimation de la fiabilité du système ainsi que des indications permettant d'orienter d'éventuels efforts de conception s'ils sont jugés nécessaires.

Le système est étudié en utilisant un modèle éléments finis du conteneur en condition de stockage. La présence d'eau dans l'alvéole de stockage induit un processus de corrosion généralisée non-uniforme, dépendant du temps et incertain. Ce phénomène est représenté comme une réduction itérative de l'épaisseur du conteneur. Le chargement mécanique à long terme (après plusieurs centaines d'années) se décompose en une pression fluide constante correspondant à la pression interstitielle de la roche et à une pression de contact incertaine et dépendante du temps transmise par le chemisage en acier équipant le micro-tunnel. Pour les besoins de l'étude les phénomènes de corrosion et de chargement mécanique sont modélisés séparément. Les densités de probabilité affectées aux paramètres incertains sont élicitées à partir de jugements d'experts. L'étude de fiabilité intègre un critère d'endommagement ductile basé sur le modèle de Gurson associé au comportement élastoplastique du matériau. Des simulations de Monte-Carlo donnent une première estimation de la fiabilité du système en fonction du temps mais la méthode requiert des efforts numériques considérables. Ceux-ci peuvent être réduits par l'utilisation d'un métamodèle. Les résultats permettent également l'estimation de la sensibilité du système aux paramètres d'entrée.