Eléments de frontière pour la modélisation des couplages thermo-hydro-mécaniques dans les massifs rocheux fracturés
Auteur / Autrice : | Behzad Stephane Vahida |
Direction : | Amade Pouya, Marc Bonnet |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Géotechnique |
Date : | Soutenance en 2000 |
Etablissement(s) : | Marne-la-vallée, ENPC |
Jury : | Président / Présidente : Marc Boulon |
Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Ledoux, Laurent Ulmet | |
Rapporteurs / Rapporteuses : H. Aliabadi, Christophe Petit |
Mots clés
Résumé
Afin d’étudier la faisabilité du stockage souterrain des déchets radioactifs dans les massifs rocheux fracturés, il faut évaluer le risque de migration des radionucléides vers la surface à travers le réseau de fractures. La modélisation numérique permet d’étudier l’évolution de la conductivité hydraulique de ce réseau de fractures sous l’effet des phénomènes couplés thermo-hydro-mécanique (THM) se produisant dans la roche environnante. Nous proposons une approche numérique dans laquelle seules les fractures et les frontières du domaine sont modélisées (modèle surfacique). Evite une discrétisation volumique représente un gain considérable, vu la complexité du réseau de fractures. L’idée consiste à employer la méthode des éléments de frontière, et plus particulièrement la méthode des discontinuités de déplacements. La formulation intégrale que nous avons développée permet le calcul thermo-élastique des milieux fracturés. Elle a la particularité de ne comporter que des intégrales de frontières : de plus, la formulation est entièrement régularisée, ne comportant que des intégrales faiblement singulières. La version 2D de cette formulation a été implémentée dans un programme numérique. L’introduction de traitements spécifiques pour les fractures en intersection et les fractures débouchantes permet de modéliser des réseaux de fractures aléatoires. Le comportement des fractures est représenté par des rigidités normale et tangentielle, avec l’adjonction d’un traitement de contact unilatéral. Les aspects hydrauliques et thermique du problème sont traités de façon simplifiée. Des tests de vérification sont présentés, ainsi que des exemples d’application concernant le calcul THM de réseaux de fractures en milieu infini, ou encore l’essai in situ FEBEX. Les résultats obtenus sont commentés. Une perspective intéressante serait d’étendre l’approche au 3D et aux champs thermiques transitoires. En combinaison avec des programmes de calcul hydraulique et thermique adéquats, cela aboutirait à un outil numérique efficace pour le calcul couplé THM des massifs rocheux fracturés.