Le stockage géologique de l'hydrogène dans les cavités salines constitue une solution viable pour répondre aux besoins sans cesse croissants en énergie propre et durable. Les cavités salines, créées par dissolution dans le sel gemme, offrent une capacité significative pour le stockage massif de l'hydrogène dans le sous-sol. La performance et la maîtrise des risques du stockage souterrain reposent sur une compréhension approfondie des processus complexes, notamment l'endommagement par fracturation thermomécanique des parois sous exploitation cyclique.

Cette contribution présente une approche numérique visant à quantifier l'effet du type de cyclage sur l'initiation et la propagation des fissures à la paroi d'une cavité cylindrique : (i) cyclage journalier rapide et (ii) cyclage lent de type saisonnier. Ces sollicitations cycliques sont susceptibles d'engendrer un endommagement du sel gemme en paroi de cavité et/ou induire une micro-fracturation impactant la stabilité mécanique de la cavité. Ce risque est évalué numériquement à l'aide de DISROC. DISROC est un code aux éléments finis, spécialement conçu pour les matériaux présentant des discontinuités telles que fissures et fractures. Il permet d'étendre l'utilisation de la méthode des éléments finis à la modélisation des roches fracturées et à l'analyse de la fissuration dans les géomatériaux, en intégrant des modèles de zones cohésives pour simuler l'initiation et la propagation des fractures.

Les simulations numériques de la présente étude, à géométrie et amplitudes fixées, la comparaison des régimes de cyclage repose sur le suivi, au voisinage de la paroi des contraintes effectives de Bérest, taux de déformation et indicateurs d'endommagement (ouverture de la fracture cohésive, critères d'initiation et de propagation). L'objectif est d'établir un lien entre la fréquence de cyclage et le niveau d'exposition au risque (effondrement du toit, écaillage, chute de blocs) afin d'éclairer le dimensionnement, les stratégies d'exploitation et la maîtrise des risques des cavités salines dédiées au stockage d'hydrogène.