Undermarksanläggningars komplexa och unika design samt deras placering medför svårigheter vid räddningsinsatser. Även om det i lag krävs tillfredsställande brandskydd ges begränsad vägledning om hur detta ska uppnås, särskilt när det gäller räddningstjänstens möjlighet till släck- och livräddningsinsats. Detta kan leda till meningsskiljaktigheter mellan räddningstjänsten och projektörer avseende exempelvis val av vattenförsörjningssystem. Vattenförsörjningssystemet påverkar räddningstjänstens förflyttningshastighet och luftförbrukning, liksom förmågan att snabbt inleda brandbekämpning, men har också en viktig ekonomisk aspekt som måste beaktas. Syftet med detta examensarbete är att visa hur olika vattenförsörjningssystem påverkar räddningstjänstens insats i undermarksanläggningar, med fokus på förflyttningshastighet och luftförbrukning. Detta görs genom att använda information från tidigare utförda forskningsprojekt. Vidare undersöks tryckförlusterna i olika vattenförsörjningssystem, samt granskas dessa olika system ur ett ekonomiskt perspektiv. Även olika vattenförsörjningssystem som tillämpas i såväl nationella och internationella undermarksanläggningar presenteras. Det är framförallt mängden luft rökdykarna har tillgänglig som begränsar den tid rökdykarna kan vistas i undermarksanläggningen. Varje åtgärd som ger en lägre fysisk belastning på rökdykarna kan därför direkt omvandlas till aktionstid. Ett fast vattenförsörjningssystem möjliggör en snabbare förflyttningshastighet i tunnlar jämfört med traditionellt slangsystem, vilket ger mer tid för exempel brandbekämpning. Slangsystem kräver mer resurser för att nå långa sträckor, exempelvis mer manskap och tryckstegringspumpar eftersom tryckförlusten överstiger tankfordonens pumpkapacitet. I fasta vattenförsörjningssystem understiger tryckförlusten pumpkapaciteten. Den lokala räddningstjänstens kapacitet och resurser måste beaktas vid utformning av brandskydd och val av vattenförsörjningssystem, samtidigt som brandtekniska installationer och åtgärder måste bland annat beaktas, för att om möjligt underlätta räddningstjänstens insatsmöjligheter. Den ekonomiska kostnaden för brandskyddet och vattenförsörjningssystemet måste också vägas mot nyttan av brandskyddsinstallationer och den utrustning som kan underlätta räddningstjänstens släck- och livräddningsinsatser. / The complex and unique design of underground facilities, as well as their location, make fire and rescue operations difficult. Even if regulations require adequate fire protection, very little guidance is given on how to achieve this, especially regarding firefighting. This can lead to disagreements between emergency services and contractors, for example on the choice of water supply system. The water supply system affects the rescuers’ moving speed and air consumption, as well as the ability to quickly initiate firefighting, but also has an important economical aspect. The purpose of this degree project is to show how different water supply systems affect the rescue services in underground facilities, with focus on the moving speeds and air consumption. This is done by using information from previously performed research projects. Furthermore, the pressure losses in different water supply systems are investigated, and water supply system are examined from an economical point of view. Some solutions of water supply systems applied in both national and international underground facilities are also presented. It appears that a fixed water supply system allows a faster moving speed in a tunnel compared with a traditional hose system, therefore leaving more time for other actions, such as firefighting. Hose systems also require more resources to reach long distances, for example booster pumps because pressure losses exceeds the fire trucks’ pump capacity. The local rescue services assets and capabilities must be taken into account when designing the fire protection. The safety equipment of an underground facility is a key component of any fire and rescue operation, and must, for example, be thoroughly analyzed and taken into consideration to facilitate the rescue services capabilities. The benefits and economic cost of each water supply system must as well be considered in the process regarding the level of fire protection and facilitating installations for the emergency services.

Dans le cadre de la gestion des déchets radioactifs dits de moyenne activité à vie longue et de haute activité, la France a fait le choix du stockage géologique profond dans une formation rocheuse située à l’est du bassin parisien, dans une zone tectoniquement stable. Cette formation d’argilites du Callovo-Oxfordien a été choisie pour ses propriétés de rétention des radionucléides puisqu’elle est très peu perméable. Un laboratoire de recherche souterrain a été construit à environ 500 mètres de profondeur afin d’étudier in-situ les propriétés de la roche. Il a été montré que l’argilite du Callovo-Oxfordien présente une anisotropie liée à sa formation géologique. L’objectif principal de cette thèse est de pouvoir reproduire le comportement mécanique anisotrope à l’aide d’un modèle de comportement élasto-plastique. Le modèle de comportement thermo-élasto-viscoplastique et isotrope nommé LKR est la résultante de tout le savoir-faire et l’expertise d’EDF en ce qui concerne le dimensionnement d’ouvrages souterrains. On cherche donc à appliquer une méthode de prise en compte de l’anisotropie structurelle caractérisant plusieurs types de géomatériaux dont l’argilite du Callovo-Oxfordien à ce modèle de comportement. Afin d’atteindre cet objectif, deux méthodes de prise en compte de l’anisotropie développées dans la littérature scientifique sont appliquées à un modèle de Drucker-Prager à écrouissage linéaire négatif et sont comparées. La première méthode consiste à introduire un tenseur de microstructure ou de fabrique permettant de définir les orientations préférentielles du matériau. La seconde méthode est l’approche par plan de faiblesse qui consiste à décrire le comportement anisotrope du matériau via deux mécanismes distincts, l’un décrivant le comportement de la matrice rocheuse isotrope et l’autre décrivant les plans de faiblesse. C’est par ce deuxième mécanisme que l’anisotropie est introduite. Ces deux applications ont été faites dans le logiciel libre de simulation en mécanique, Code Aster, développé par EDF et ont permis d’appréhender les difficultés numériques de chacune de ces méthodes, et de choisir l’approche la plus pertinente pour l’extension du modèle LKR. Ainsi, c’est la méthode avec le tenseur de fabrique qui est, dans notre cas, la plus adaptée. Elle a donc été appliquée au modèle LKR. Cette nouvelle extension au modèle permet de prendre en compte la dépendance à l’orientation du matériau des résistances en compression. Dans ces travaux, on se place dans le cadre de la mécanique des milieux continus. L’anisotropie est introduite seulement dans le mécanisme élasto-plastique du modèle de comportement LKR. / Within the framework of radioactive waste management, for long-lived and high-level radioactive waste, France has chosen deep geological storage. This storage will be located in a rock formation, in the east of the basin Parisian, in a tectonically stable area. This Callovo-Oxfordian claystone formation was chosen for its radionuclides retention properties since it is not very permeable. An underground research laboratory was built 500 meters deep to study the properties of the rock in-situ. The Callovo-Oxfordian claystone has been shown to exhibit anisotropy related to its geological formation. The main objective of this PhD thesis is to reproduce anisotropic mechanical behaviour using an elasto-plastic constitutive model. The thermo-elasto-viscoplastic and isotropic behaviour model named LKR is the result of all EDF’s knowledge and expertise in the design of underground structures. Therefore, we seek to apply a method of taking into account structural or inherent anisotropy characterizing several types of geomaterials including Callovo-Oxfordian claystone to this LKR constitutive model. In order to achieve this objective, two methods of taking anisotropy into account and developed in the scientific literature are applied to a Drucker-Prager model with linear softening and then are compared to each other. The first method consists of introducing a microstructure or fabric tensor to define the preferential orientations of the material. The second method is the weakness plane approach which consists of describing the anisotropic behaviour of the material through two distinct mechanisms, one describing the behaviour of the isotropic rock matrix and the other describing the weakness planes. It is through this second mechanism that anisotropy is introduced. These two applications were made using the free mechanical simulation software, Code Aster, developed by EDF. This allowed to understand the numerical difficulties of each of these methods, and to choose the most relevant approach for the extension of the LKR model. Thus, it is the method with the fabric tensor which is, in our case, the most suitable. It was therefore applied to the LKR model. This new extension to the model enables the material orientation dependency of the compression strengths to be taken into account. In this work, the mechanics of continuous media are considered. Anisotropy is introduced only into the elasto-plastic mechanism of the LKR behaviour model.