Recherche Avancée

Thèse soutenue

Modélisation thermo-hydro-mécanique de massifs rocheux fracturés : application au stockage de déchets radioactifs

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Auteur / Autrice : Emmanuelle Vuillod
Direction : Jack-Pierre Piguet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil et minier
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de mécanique des terrains (Nancy)
Jury : Président / Présidente : Claude Chambon
Rapporteurs / Rapporteuses : Rachid Ababou

Résumé

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Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet DECOVALEX (acronyme pour international co-operative project for the development of coupled models and their validation against experiments in nuclear waste isolation) de modélisations thermo-hydro-mécaniques de massifs rocheux fracturés dans lesquels on simule des stockages de déchets radioactifs de haute activité. Résolues analytiquement dans le cas d'un milieu continu (définition d'un milieu équivalent) ou numériquement si le milieu est discontinu (modélisation du comportement des joints), les lois mathématiques qui régissent le comportement du milieu influencent les résultats des modélisations. Les processus couplés THM s'avèrent très influents sur le comportement d'un modèle. Des modélisations avec le code UDEC montrent l'importance des couplages HM selon que les calculs sont menés en régime permanent ou transitoire et l'influence du chemin de chargement dans le cas de modélisations TM. La géométrie de la fracturation influence également le comportement du modèle. Étudier la connexité d'un réseau de fracturation permet de déterminer son degré d'homogénéité. La comparaison de deux méthodes, milieu continu et milieu discontinu, a été menée en déterminant le tenseur de perméabilité et les relations contraintes-déformations sur des éprouvettes fracturées. Elle a ainsi mis en évidence les différences de comportement d'un milieu homogénéisé et d'un milieu discret. Enfin, deux exercices de modélisation THM de sites de stockage de déchets radioactifs illustrent les recherches réalisées. Un modèle en champ lointain a permis de comparer les résultats obtenus par des codes de calculs de logiques différentes. Le second modèle, en champ proche, est davantage axé sur l'importance jouée par la fracturation sur le comportement du massif. La haute densité du réseau de référence a nécessité des développements mathématiques pour déterminer le volume équivalent représentatif (approches continues) et des analyses pour simplifier correctement le milieu (approches discontinues), qui sont ici presentés