Contribution à l'étude du comportement thermo-hydro-mécanique des matériaux argileux (bentanite MX 80 et argilite du callovo-oxfordien) PDF Download
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Author: Kim Dung Dang
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Languages : fr
Pages : 178
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Author: Kim Dung Dang
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Languages : fr
Pages : 178
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Author: Malik Belmokhtar
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Languages : en
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Book Description
Les roches argileuses profondes de très faible perméabilité (10-20 m2), telles que l'argilite du Callovo-Oxfordien (COx) en France ou l'Argile à Opalinus en Suisse, sont des roches hôtes potentielles pour le stockage géologique des déchets radioactifs. Lors des différentes phases du stockage, ces roches seront soumises à des sollicitations thermo-hydro-mécaniques (THM) couplées. La détermination de leurs caractéristiques THM reste à compléter pour une meilleure compréhension de la réponse du champ proche des galeries de stockage.L'étude expérimentale des matériaux de faible perméabilité est délicate et plusieurs questions sur leur comportement THM restent posées. Dans ce contexte, deux systèmes expérimentaux originaux avec mesures précises des déformations locales et chemin de drainage (H) réduit ont été développés et utilisés pour la réalisation d'essais saturés drainés : une cellule de compression isotrope (H = 10 mm) et une cellule triaxiale standard dont le chemin de drainage a été réduit à l'aide d'un géotextile placé autour de l'échantillon (H = 19 mm) .Une caractérisation poroélastique détaillée de l'argilite du COx en cellule isotrope a permis, par des approches directes et indirectes compatibles, une détermination fiable des paramètres poroélastiques isotropes transverses du matériau, identifiés dans un cadre théorique permettant de déterminer les composantes du tenseur de Biot (coefficients b1 et b2, respectivement perpendiculaire et parallèle au litage). Un paramètre clé peu documenté à ce jour est le module de compression des grains solides, déterminé à l'aide d'un essai de compression sans membrane (Ks = 21.7 GPa).Un contrôle de température et un étalonnage précis de ces effets parasites ont permis l'étude de la réponse volumique thermique de l'argilite du COx lors d'un essai de chauffage drainé sous confinement isotrope constant proche de l'état in-situ. Une expansion thermoélastique suivie d'une contraction thermoplastique a été observée, avec une température de transition à 48°C, proche de la plus grande température supportée pendant l'histoire géologique de l'argilite. On confirme ainsi le fait que les argilites gardent en mémoire la température maximale supportée. La précision des mesures de déformations a aussi permis d'identifier un fluage volumique, dont l'amplitude est accentuée à 80°C.Des calculs poroélastiques avec les conditions aux limites du système de drainage amélioré ont permis de déterminer l'ordre de grandeur des taux de déformations axiales permettant un bon drainage lors du cisaillement triaxial (6.6×10-8 s-1). Les essais drainés sur l'argilite du COx présentent une bonne compatibilité avec un critère déjà publié. Des résultats cohérents ont aussi été obtenus sur le critère de rupture de l'Argile à Opalinus, par rapport auquel ont été comparés ceux d'essais de compression simple à différentes vitesses sur des échantillons équilibrés à 94% d'humidité relative qui a mis en évidence une dépendance de la résistance au pic vis-à-vis du taux de déformation axial.L'ensemble de ces résultats permet de réduire l'incertitude concernant les propriétés THM des argilites et devrait permettre une meilleure estimation de la réponse du champ proche des galeries au cours des différentes phases de leur période service.Mot clés : argilites, perméabilité, drainage, saturation, poroélasticité, coefficients de Biot, isotropie transverse, cisaillement triaxial, chauffage, fluage.
Author: Hamza Menaceur
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Le développement de l'énergie nucléaire durant les dernières années nécessite de trouver des solutions pour le stockage et le confinement des déchets radioactifs. Une solution envisagée est l'enfouissement dans les formations argileuses peu perméables comme les argilites. Dans cette perspective, l'Andra a mis l'accent sur l'étude du comportement à court et à long terme de l'argilite du Callovo-Oxfordien (COx), considérée comme une roche hôte potentielle en France. Dans le cadre de ce projet, une étude expérimentale microscopique et macroscopique sur le comportement thermo-hydro-mécanique de l'argilite du COx a été réalisée. Dans un premier temps, une investigation microstructurale des propriétés de rétention d'eau a été réalisée. L'étude de la courbe de rétention d'eau déterminée par la technique de contrôle de succion par phase vapeur et incluant les changements de volume et de degré de saturation en fonction de la succion le long des chemins de séchage et humidification a été complétée par une étude microstructurale basées sur des mesures porosimétriques par intrusion de mercure sur éprouvettes lyophilisées. On observe que les concepts régissant l'hydratation des smectites peuvent être utilisés pour une meilleure compréhension des effets de changement de teneur en eau sur la microstructure de l'argilite. Le comportement en compression-gonflement avec un aspect microstructural a été étudié par la réalisation d'un programme d'essai oedométriques haute pression et l'utilisation conjointe de la porosimétrie au mercure et le microscope électronique à balayage. Les résultats obtenus ont montré que le potentiel du gonflement était lié à la densité de fissuration engendrée lors de la compression. Le comportement thermo-mécanique de l'argilite du COx saturée a été étudié à partir d'essais de cisaillement et de chauffage en condition drainée réalisés à l'aide d'une cellule triaxiale cylindre creux à faible chemin de drainage. Les essais de cisaillement à 25°Cmontrent des résistances au cisaillement plus faible pour des éprouvettes de plus forte porosité. Les essais triaxiaux à 80°C montrent un comportement plus ductile, une résistance au cisaillement moins importante et pas d'effet significatif sur les paramètres élastiques de l'argilite. L'analyse des résultats des essais de chauffage drainée confirme un comportement plastique contractant, similaire aux argiles normalement consolidées, pour l'argilite du COx. La possibilité de réactivation d'un plan de cisaillement lors d'un essai de chauffage non drainé d'un échantillon de l'argilite du COx est mise en évidence. Les résultats obtenus montrent que la pressurisation thermique du fluide interstitiel peut, du fait du relâchement de contrainte induit, réactiver une fissure de cisaillement existante. Les propriétés d'auto-colmatage de l'argilite du Callovo-Oxfordien, dans une gamme de température de 25-80°C, ont été étudiées par la réalisation d'essais de perméabilité sur un échantillon endommagé par un chargement déviatorique. Les résultats montrent que la présence des plans de cisaillement n'affecte pas la perméabilité, ce qui confirme la bonne capacité d'auto-colmatage de l'argilite du COx.
Author: Mehrdokht Mohajerani
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Languages : fr
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Durant les différentes phases du stockage profond des déchets radio-actifs exothermiques (excavation, exploitation) jusqu'à la fermeture définitive, la roche hôte sera soumise à des sollicitations mécaniques, hydriques et thermiques couplées. Afin de connaître et de modéliser le comportement à court et long terme des dispositifs de stockage, une investigation approfondie du comportement de la roche est nécessaire afin de compléter les données existantes. C'est dans ce but que cette étude du comportement thermo-hydro-mécanique de la formation argileuse du Callovo-Oxfordien (COx) considérée par l'ANDRA comme roche hôte potentielle, a été développée. Dans un premier temps le comportement en compression-gonflement de l'argilite du COx a été étudié par la réalisation d'un programme d'essais oedométriques haute pression. Les résultats, interprétés en termes de couplage endommagement-gonflement, ont montré que l'ampleur du gonflement était lié à la densité de fissuration engendrée lors de la compression. Dans un second temps, le comportement hydromécanique et thermo-hydro-mécanique de l'argilite saturée sous une contrainte moyenne proche de l'in-situ a été étudié à l'aide de cellules à faible chemin de drainage (10 mm), dont une cellule isotrope et une cellule triaxiale à cylindre creux avec mesures locales d'un type nouveau. Ces appareils ont permis de résoudre deux problèmes difficiles typiques des argilites de très faible perméabilité : i) une saturation préalable correcte, attestée par de bonnes valeurs du coefficient de Skempton et ii) de bonnes conditions de drainage. Les paramètres caractéristiques du comportement de l'argilite à température ambiante (coefficients de Skempton et de Biot, compressibilité drainée et non-drainée) ont été déterminés à partir d'essais de compression isotrope qui ont également confirmé l'isotropie transverse du matériau. La cohérence des paramètres obtenus a été vérifiée dans un cadre poro-élastique saturé. Deux aspects du comportement thermo-hydro-mécanique de l'argilite du COx ont été étudiés à l'aide d'essais de chauffage et de compression volumique en température (80°C) : les effets de la température sur le comportement intrinsèque de l'argilite et le phénomène de pressurisation thermique. Un essai de chauffage drainé sous contrainte in-situ a mis en évidence, apparemment pour la première fois, un comportement plastique contractant de l'argilite (comme les argiles normalement consolidées), non pris en compte dans les modélisations thermo-élastiques actuelles des systèmes de stockage profond. Un autre élément nouveau et important observé est l'augmentation de la compressibilité avec la température, à la différence des argiles. L'étude de la pressurisation thermique (engendrée par la faible perméabilité de l'argilite et la forte différence entre les coefficients de dilatation thermique de l'eau et de la phase solide), a été réalisée à l'aide d'essais de chauffage non drainés, suite à une analyse détaillée des effets perturbateurs du système de mesure lors de variations de pression et de température (peut-être à considérer également dans les mesures in-situ). Le coefficient de pressurisation thermique s'est révélé être très sensible aux variations de température et de contrainte, il diminue de 0,14 à 0,1 MPa/°C entre 25 et 80°C. La nature des différentes réponses hydro-mécaniques et thermo-hydro-mécaniques obtenues au cours de ce travail permettront une interprétation et une modélisation plus précises du comportement du massif d'argilite autour des galeries, dans des zones qui sont pour la plupart saturées, sauf à proximité immédiate des galeries (quelques décimètres).
Author: Luis Ribeiro e Sousa
Publisher: CRC Press
ISBN: 0415889545
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 1356
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Forty one years ago, the International Society for Rock Mechanics (ISRM) held its 1st International Congress in Lisbon, Portugal. In July 2007, the 11th ISRM Congress returned to Lisbon, where the Portuguese Geotechnical Society (SPG), the Portuguese National Group of the ISRM, hosted the meeting. The Second Half Century of Rock Mechanics comprises
Author: Jean-Claude Amiard
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1786307227
Category : Nature
Languages : en
Pages : 274
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The classification of radioactive waste varies from state to state. This results in different management procedures for each country, while following IAEA and OECD/NEA recommendations. Radioactive waste comes from numerous sources. The largest volumes are generated by the decommissioning and dismantling of nuclear facilities. Long-lived, medium- and high-activity waste – categorized as the most hazardous types of waste – are in fact largely produced by nuclear power reactors, spent fuel reprocessing plants and nuclear accidents. Final disposal of very low-activity, low-activity and very short-lived waste is well controlled. However, final solutions for certain categories, including long-lived waste, sorted waste and spent graphite waste, are not yet in place. Management of Radioactive Waste reviews all the possible solutions and presents those chosen by the various states, including a chapter detailing policy on radioactive waste management, taking France as an example.
Author: NAZIM.. BELANTEUR
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Languages : fr
Pages : 147
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PARMI LES NOMBREUX ASPECTS LIES AU PROBLEME DU STOCKAGE DE DECHETS RADIOACTIFS DE HAUTE ACTIVITE, IL EN EST UN QUI EST RELATIF AU REMBLAYAGE DES COLIS DE DECHETS DISPOSES DANS DES PUITS CREUSES A CET EFFET DANS DES GALERIES D'UN SITE DE STOCKAGE SOUTERRAIN ET AU REMBLAYAGE DE CE DERNIER A LA FIN DE SON EXPLOITATION. DE NOMBREUX MATERIAUX ARGILEUX SONT SUSCEPTIBLES D'ETRE UTILISES A CET EFFET, D'OU LA NECESSITE DE CONNAITRE LE COMPORTEMENT DE CHACUN D'EUX DANS LES CONDITIONS DE LEUR UTILISATION, CARACTERISEES ENTRE AUTRES PAR DE FORTES PRESSIONS DE COMPACTAGE, LE CONTACT AVEC UNE SOURCE DE CHALEUR ET DE RADIOACTIVITE, AFIN DE FAIRE LE BON CHOIX DE MATERIAU. LE TRAVAIL PRESENTE DANS CE MEMOIRE DE THESE SE SITUE EN AMONT DU PROBLEME DECRIT CI-DESSUS, ET AUQUEL IL POURRAIT SERVIR D'INTRODUCTION. L'ETUDE A CONSISTE PRINCIPALEMENT A DEVELOPPER ET A METTRE AU POINT DES DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX SUSCEPTIBLES DE NOUS PERMETTRE D'ETUDIER DE MANIERE AUSSI COMPLETE QUE POSSIBLE, LES COMPORTEMENTS MECANIQUE ET THERMO-MECANIQUE DES ARGILES REMANIEES, SATUREES ET FORTEMENT CONSOLIDEES ET LA REALISATION DE QUELQUES ESSAIS A CET EFFET SUR DES CHEMINS TRIAXIAUX ET OEDOMETRIQUES SUR DIFFERENTES ARGILES REMANIEES, SATUREES ET A DES PRESSIONS DE CONSOLIDATION ELEVEES. DEUX DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX, APPELES DISPOSITIF OEDOMETRIQUE ET DISPOSITIF TRIAXIAL ONT ETE DEVELOPPES. DANS LE CAS DU PREMIER DISPOSITIF, UNE NOUVELLE CELLULE OEDOMETRIQUE DE HAUTE PRESSION A ETE CONCUE ET MISE AU POINT, EN PLUS DE L'ADOPTION D'UN NOUVEAU SYSTEME DE CHARGEMENT MECANIQUE AINSI QUE D'UN NOUVEAU SYSTEME DE CIRCULATION ET DE SATURATION DES ECHANTILLONS. POUR LE DISPOSITIF TRIAXIAL, LA CELLULE TRIAXIALE DE HAUTE PRESSION DEVELOPPEE DANS LE CADRE DU TRAVAIL DE THESE DE R. LAHLOU (1991), A ETE DOTEE D'UNE NOUVELLE EMBASE INFERIEURE, DE NOUVELLES EMBASES DRAINANTES POUR L'ECHANTILLON, EN PLUS DE LA MISE EN PLACE D'UN CAPTEUR DE MESURE DES DEFORMATIONS AXIALES DE L'ECHANTILLON A L'INTERIEUR DE LA CHAMBRE DE CONFINEMENT. UNE CELLULE DE CONSOLIDATION ISOTROPE DE CONSOLIDATION DE BOUES ARGILEUSES EN VUE DE LA PREPARATION D'ECHANTILLONS, POUR LES ESSAIS DANS LE DOMAINE DES FORTES CONTRAINTES A ETE DEVELOPPEE, AINSI QU'UN NOUVEAU SYSTEME DE CHAUFFAGE POUR LES ESSAIS TRIAXIAUX EN TEMPERATURE. LES RESULTATS DES ESSAIS MECANIQUES ET THERMO-MECANIQUES SUR DES CHEMINS TRIAXIAUX ISOTROPES NON DRAINES ET OEDOMETRIQUES, REALISES SUR QUATRE ARGILES DIFFERENTES NOUS ONT PERMIS, DE METTRE EN EVIDENCE UNE LISTE NON EXHAUSTIVE DES PRINCIPAUX PHENOMENES CARACTERISTIQUES DES COMPORTEMENTS MECANIQUE ET THERMO-MECANIQUE DES ARGILES REMANIEES, SATUREES ET FORTEMENT CONSOLIDEES. L'EBAUCHE D'UNE METHODOLOGIE D'ETUDE DE CERTAINS ASPECTS DU COMPORTEMENT MECANIQUE DES ARGILES REMANIEES, SATUREES ET SOUMISES A DE FORTES CONTRAINTES MECANIQUES, EN S'APPUYANT EN PARTIE SUR DES ELEMENTS LIES A LA MICROSTRUCTURE ET AUX PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES ET MINERALOGIQUES DU MATERIAU A ETE EGALEMENT PROPOSEE
Author: Tan Huy Tran
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Le travail concerne la simulation des ouvrages de stockage des déchets radioactifs en formation géologique profonde installés dans l'argilite du Callovo-Oxfordien.Il comporte 3 parties : La première présente le modèle SC2D (Swelling Creep Diagenesis Damage) utilisé pour évaluer les comportements de l'argilite ; La deuxième présente les applications du modèle SC2D pour décrire les zones EDZ des ouvrages excavés. Ces zones sont caractérisées par les domaines où les coefficients d'endommagement sont unitaires. Les coefficients d'endommagement sont évalués à partir d'une extension de la relation de Mazars en considérant les déformations d'extension dans les directions de diagenèse ; La troisième partie concerne les effets différés autour des ouvrages après l'excavation, ils sont représentés par les vecteurs vitesses de déformation dont les amplitudes sont gouvernées par les niveaux d'endommagement et les déviateurs des contraintes. La comparaison entre des mesures de convergences in situ et des résultats modélisés permet de valider le vecteur vitesse de déformation.
Author: Duc Phi Do
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Languages : fr
Pages : 186
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Book Description
Le présent travail est consacré à l'étude du comportement thermo-hydro-mécanique linéaire et non linéaire des roches poreuses de type argilites par approche de changement d'échelle. A partir des observations microstructurales de ces matériaux, un modèle conceptuel a été proposé. Dans ce modèle, le volume élémentaire représentatif du milieu hétérogène est composé d'une phase matricielle argileuse contenant des inclusions sphériques de minéraux de quartz et de calcite et des inclusions ellipsoïdales aplaties représentant l'espace poreux. Dans un premier temps, le procédé de la modélisation a été exploité par la détermination des propriétés effectives isotropes et isotrope transverses des argilites : la conductivité thermique et les propriétés thermo-hydro-mécanique croisées. En outre, de nombreuses études numériques ont mis en évidence l'influence de la morphologie de l'espace poreux, de la minéralogie et des schémas d'estimation sur les résultats prédictifs. Dans un deuxième temps, nous avons modélisé le comportement mécanique non linéaire (élasto-plastique, élasto-viscoplastique) des roches argileuses. La comparaison entre les simulations numériques et les résultats expérimentaux disponibles (essai de compression triaxiale, essai de fluage) a confirmé la validation du modèle développé
Author: Pirom Chamsai
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Languages : fr
Pages : 192
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Book Description
Rôle de la contrainte de consolidation sur le comportement de la kaolinite saturée et remaniée. Etude du comportement des argiles saturées subissant des chargements cycliques notamment des études sur la surconsolidation
