Modelisation du comportement thermo-hydro-mecanique des milieux poreux anelastiques PDF Download
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Author: Lyesse Laloui
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Author: Lyesse Laloui
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Author: Rachel Gelet
Publisher: Presses Academiques Francophones
ISBN: 9783838170954
Category :
Languages : fr
Pages : 516
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Un modele constitutif completement couple est presente pour l'analyse rigoureuse de la deformation, de l'ecoulement de fluides et de transfert de chaleur dans les milieux poreux satures a double porosite soumis a des chargements thermo-hydro-mecaniques, y compris ceux induisant un non-equilibre thermique local. La phase solide contient deux cavites distinctes: le bloc poreux et le reseau des fissures. Les equations de champs sont obtenues a partir des equations de conservation de la masse, du mouvement et de l'energie et sont resolues par une approche par element finis. Le modele est utilise pour deux types d'applications: la stabilite d'un puits de forage stimulee thermiquement pour la recuperation de petrole et l'extraction de chaleur dans un reservoir geothermique fracture. Les differences substantielles, particulierement de la contrainte effective, soulignent l'influence majeure de la double porosite et du non-equilibre thermique pour predire le comportement des milieux fractures.
Author: Salma Smaoui-Barboura
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Languages : fr
Pages : 196
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Ce travail est consacré à la modélisation du comportement hydro-mécanique de milieux poreux linéaires et non linéaires par approche micromécanique. La modélisation proposée s'appuie sur une approche itérative d'homogénéisation couplée aux schémas prédictifs linéaires des modules effectifs. A convergence, le processus itératif conduit à un même comportement équivalent du milieu poreux quelque soit la méthode d'homogénéisation utilisée à chaque étape et quelque soit le taux de porosité du milieu en unifiant les prédictions des schémas linéaires explicites de la littérature. Cette approche itérative d'homogénéisation est ensuite étendue à la prédiction du comportement non linéaire de milieux poreux en procédant à des linéarisations sécantes du comportement des squelettes. Le couplage du processus itératif conduit également à la construction d'une même réponse non linéaire homogénéisée quelque soit le taux de porosité et le schéma prédictif utilisé. Les performances de ce processus sont illustrées à travers différents tests en élasticité non linéaire. Les modèles développés sont illustrés par une application en géomécanique avec la simulation du comportement d'argiles compactées.
Author: ALBERT.. GIRAUD
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Languages : fr
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DE NOMBREUSES APPLICATIONS INDUSTRIELLES DE GENIE CIVIL, DE GENIE PETROLIER ET DE GENIE MINIER NECESSITENT LA RESOLUTION DE PROBLEMES METTANT EN JEU DES COUPLAGES ENTRE LES COMPORTEMENTS THERMIQUE, HYDRAULIQUE ET MECANIQUE DES GEOMATERIAUX. LA DEMARCHE ADOPTEE DANS CETTE ETUDE CONSISTE A EXAMINER DIVERS MODELES DE COMPORTEMENT, EN SUIVANT UNE PROGRESSION DEPUIS LES MODELES LES PLUS SIMPLES JUSQU'A DES MODELES PLUS COMPLEXES. DES COMPARAISONS SONT EFFECTUEES SUR DES PROBLEMES A GEOMETRIE SIMPLE (PROBLEMES FAISANT INTERVENIR UNE SEULE VARIABLE D'ESPACE). ON PRESENTE DANS UNE PREMIERE PARTIE UNE METHODE DE RESOLUTION DIRECTE DE PROBLEMES DE DEGAGEMENT DE CHALEUR EN THERMO-PORO-ELASTICITE LINEAIRE, EN MILIEUX INFINIS OU SEMI-INFINIS. DES SOLUTIONS ET DES APPLICATIONS SONT PRESENTEES SUR DIFFERENTS PROBLEMES LIES AU PROJET DE STOCKAGE DE DECHETS RADIOACTIFS. CES ETUDES PERMETTENT DE DEGAGER LES PARAMETRES DETERMINANT L'IMPORTANCE DES COUPLAGES THERMO-HYDRO-MECANIQUES, PAR EXEMPLE LE RAPPORT ENTRE LES DIFFUSIVITES HYDRAULIQUE ET THERMIQUE. L'ETUDE DU COMPORTEMENT IRREVERSIBLE DES MILIEUX POREUX SATURES NECESSITE UNE APPROCHE NUMERIQUE. ON A DEVELOPPE LE CODE DE CALCUL AUX ELEMENTS FINIS THYME ADAPTE A L'ETUDE DES PROBLEMES DE COUPLAGES THERMO-HYDROMECANIQUES SUR DES STRUCTURES A GEOMETRIE SIMPLE. CE CODE EST UTILISE POUR ETUDIER LE COMPORTEMENT DIFFERE DE CAVITES SOUTERRAINES EXCAVEES DANS LES ARGILES PROFONDES. ON COMMENCE PAR ETUDIER LES EFFETS DIFFERES LIES A LA DIFFUSION DE LA MASSE FLUIDE, PUIS, DANS LE CAS D'UNE ARGILE RAIDE LES EFFETS DIFFERES LIES EGALEMENT A LA VISCOSITE. ON ETUDIE ENFIN LE PROBLEME DE L'EMPILEMENT DE CONTENEURS DE DECHETS ENFOUIS DANS L'ARGILE DE BOOM
Author: Canadian Geotechnical Society
Publisher: Thomas Telford Publishing
ISBN:
Category : Science
Languages : en
Pages : 1058
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Author: Ha Hoang
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Languages : fr
Pages : 0
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La modélisation du comportement hydromécanique chimique des milieux poreux saturés et non saturés est abordée au niveau microscopique et mésoscopique. Au niveau microscopique la modélisation des écoulements diphasiques est basée sur une représentation du réseau poral comme un ensemble de tubes dont les orientations et les rayons sont choisis sur un principe d'équivalence avec les pores. L'algorithme régissant la génération des conduits et les écoulements d'eau et de gaz est développé en utilisant un langage propre au code 3FLO. En utilisant cette approche directe on étudie ensuite le problème de l'impact de l'endommagement sur les propriétés effectives hydriques en milieu saturé et non saturé. Sans expliciter l'origine et les mécanismes de la naissance et de la propagation des fissures, on simule le développement d'une fissuration au cours d'un essai de compression triaxiale en générant numériquement une fissuration orientée préférentiellement dans la direction de la contrainte maximale en compression. Les simulations réalisées en milieu saturé et non saturé mettent en évidence l'impact de la fissuration sur la conductivité hydraulique, la courbe de rétention et la perméabilité relative.Une dernière partie de la thèse est consacrée à la modélisation mésoscopique des couplages hydro-chimio-mécaniques par une approche de couplage indirecte ou dite de communication-passerelle. Selon cette méthodologie plusieurs codes spécialisés dans un domaine donné communiquent entre eux et sont capables de réaliser des calculs paramétrés par des champs externes. Un exemple est décrit ici par le couplage d'un code hydro-géochimie (HP1) et d'un code de calculs mécaniques développé sous Matlab. En utilisant cette méthodologie on traite d'abord le problème d'évolution du potentiel de gonflement d'une argile gonflante au cours d'une infiltration par une plume alcaline. Les simulations numériques mettent en évidence que pour la période étudiée la variation de la composition chimique est le mécanisme dominant en comparaison avec la dissolution des minéraux argileux. L'adaptation du modèle ELASGONF pour réaliser des calculs mécaniques paramétrés par des champs de concentration a permis de simuler la diminution de la pression de gonflement lors d'infiltration. En utilisant cette même approche, l'hypothèse de formation du gypse dans le tuffeau blanc par voie aérienne a été étudiée dans le cadre de la problématique de préservation des monuments historiques tels que les châteaux de la Loire. Dans les conditions de nos simulations, la formation du gypse par cette voie n'a pas été vérifiée.
Author: Emmanuel Bourgeois
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Languages : fr
Pages : 212
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CE TRAVAIL EST CONSACRE A LA FORMULATION ET A LA RESOLUTION DES PROBLEMES DE MECANIQUE DES MILIEUX POREUX DANS LA SITUATION, COURANTE DANS LE DOMAINE PETROLIER, ET SUSCEPTIBLE DE SE PRODUIRE EN GENIE CIVIL ET EN GEOTECHNIQUE, DANS LAQUELLE LE SQUELETTE SUBIT UNE TRANSFORMATION GEOMETRIQUE FINIE. COMME POUR LES MILIEUX CONTINUS MONOPHASIQUES (OU SECS), LA PRISE EN COMPTE DES TRANSFORMATIONS FINIES NECESSITE D'UTILISER UN FORMALISME PLUS COMPLEXE QUE CELUI EMPLOYE DANS LE CADRE FAMILIER DES PETITES PERTURBATIONS. SUR LE PLAN THEORIQUE, LA PRINCIPALE DIFFICULTE RESIDE DANS LA FORMULATION DU COMPORTEMENT, ABORDEE ICI EN S'APPUYANT SUR L'ETUDE DE LA THERMODYNAMIQUE DU MILIEU. ON PRESENTE D'ABORD (CHAPITRE 1) LA MODELISATION MECANIQUE DES MILIEUX POREUX DUE A BIOT, ET LE CADRE THERMODYNAMIQUE MIS EN PLACE PAR COUSSY POUR L'ETUDE DES MILIEUX CONTINUS OUVERTS. ON ETUDIE DANS LE CHAPITRE 2 LA FORMULATION DU COMPORTEMENT POROELASTIQUE, EN PORTANT UNE ATTENTION PARTICULIERE AUX MILIEUX DONT LE CONSTITUANT SOLIDE EST INCOMPRESSIBLE. LE CHAPITRE 3 COMPARE, POUR L'ETUDE DE LA CONSOLIDATION ET DE LA COMPACTION UNIDIMENSIONNELLES EN POROELASTICITE LES RESULTATS OBTENUS EN TRANSFORMATION FINIE AVEC LES RESULTATS D'UNE MODELISATION EN TRANSFORMATION INFINITESIMALE. LE CHAPITRE 4 EST CONSACRE A LA FORMULATION DU COMPORTEMENT POROELASTOPLASTIQUE EN TRANSFORMATION FINIE. ON PROPOSE NOTAMMENT UN MODELE QUI GENERALISE LE MODELE CAM-CLAY AUX MILIEUX POREUX EN TRANSFORMATION FINIE. LE CHAPITRE 5 PRESENTE LES PRINCIPES DES METHODES DE RESOLUTION NUMERIQUE EN POROELASTOPLASTICITE FINIE, ET LA RESOLUTION D'UN PROBLEME ACADEMIQUE SIMPLE. EN PRATIQUE, L'ETUDE DES PROBLEMES ABORDES DANS CE TRAVAIL MONTRE QUE LA PRISE EN COMPTE COMPLETE DES TRANSFORMATIONS FINIES PERMET D'EVITER DE COMMETTRE DES ERREURS SIGNIFICATIVES SANS AUGMENTER SENSIBLEMENT LA DIFFICULTE DE LA RESOLUTION DES PROBLEMES.
Author: Tony Khalil
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Languages : fr
Pages : 177
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Les sols et les sous-sols urbains peuvent être contaminés par des polluants divers. En effet, leur mobilité est régie par différents processus physico-chimiques de transport et de rétention/libération (la rétention tend à freiner la propagation des particules tandis que la libération accélère le transport des particules). Ainsi, il est nécessaire de comprendre les mécanismes du transport des polluants dans des sols et de prédire cette migration à long terme. Tout d’abord, nous détaillerons un modèle de transport et d’écoulement en milieu poreux saturé, qui est basé sur les EDPs. De plus, ces équations se réfèrent au transport de masse en milieu poreux saturé qui est régi en général par la classique équation de type convection-dispersion-diffusion. En bref, les équations de l'écoulement et du transport avec des effets de viscosité et la densité sont mises en œuvre dans les codes de différences et éléments finis en utilisant la Librairie d’éléments finis Diffpack. Ensuite, nous proposons de coupler le modèle de transport avec l’érosion interne. Pour atteindre ce but, nous avons proposé un modèle mathématique de l’érosion interne et nous l’avons validé par des tests expérimentaux. De même, nous avons montré que l’érosion influe directement sur le transport des particules. Ceci nous a amené à définir un couplage entre le transport, l’érosion et le transfert de polluants. En outre, le modèle développé est basé sur le transport réactif qui tente de simuler les processus d’écoulement-transport, les réactions physico-chimiques. Enfin, nous avons introduit le comportement des milieux déformables dans le modèle pour ainsi étudier le rôle de la déformation du sol dans le transport.
Author: Emmanuel Bourgeois
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Languages : fr
Pages : 0
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Ce travail est consacré à la formulation et à la résolution des problèmes de mécanique des milieux poreux dans la situation, courante dans le domaine pétrolier, et susceptible de se produire en génie civil et en géotechnique, dans laquelle le squelette subit une transformation géométrique finie. Comme pour les milieux continus monophasiques (ou secs), la prise en compte des transformations finies nécessite d'utiliser un formalisme plus complexe que celui employé dans le cadre familier des petites perturbations. Sur le plan théorique, la principale difficulté réside dans la formulation du comportement, abordée ici en s'appuyant sur l'étude de la thermodynamique du milieu. On présente d'abord (chapitre 1) la modélisation mécanique des milieux poreux due à Biot, et le cadre thermodynamique mis en place par cosy pour l'étude des milieux continus ouverts. On étudie dans le chapitre 2 la formulation du comportement pyroclastique, en portant une attention particulière aux milieux dont le constituant solide est incompressible. Le chapitre 3 compare, pour l'étude de la consolidation et de la compaction unidimensionnelles en photoélasticité les résultats obtenus en transformation finie avec les résultats d'une modélisation en transformation infinitésimale. Le chapitre 4 est consacré à la formulation du comportement poroelastoplastique en transformation finie. On propose notamment un modèle qui généralise le modèle Cam Clay aux milieux poreux en transformation finie. Le chapitre 5 présente les principes des méthodes de résolution numérique en poroelastoplasticite finie, et la résolution d'un problème académique simple. En pratique, l'étude des problèmes abordes dans ce travail montre que la prise en compte complète des transformations finies permet d'éviter de commettre des erreurs significatives sans augmenter sensiblement la difficulté de la résolution des problèmes
Author: International Society for Rock Mechanics
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Category : Rock mechanics
Languages : en
Pages : 880
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