Ecoulements laminaires de suspensions de bentonites industrielles. Caractérisation rhéométrique. Ecoulements en conduites axisymétriques. Applications aux activités du génie civil

• Auteur / Autrice : Anthony Besq
• Direction : Jean-Paul Bonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des milieux fluides
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Poitiers

Mots clés

Mots clés contrôlés

Régime transitoire (hydraulique)

Minéralogie

Rhéologie

Suspensions (chimie)

Boues de forage

Résumé

Certains travaux en souterrain du genie civil sont de gros consommateurs de boue de forage dont le constituant principal est la bentonite. Cette boue est un outil a part entiere. Elle permet de stabiliser la paroi lors du creusement et de transporter les deblais excaves. L'apparente simplicite du terme bentonite dissimule une realite particulierement complexe et une grande diversite de produits. L'objectif de ce travail experimental est d'identifier d'une part les proprietes mineralogiques et physico-chimiques de differentes bentonites industrielles, d'autre part de caracteriser les proprietes rheologiques des suspensions resultantes, et enfin d'etudier leurs conditions d'ecoulement en conduites cylindriques circulaires et annulaires, en regimes transitoires et etablis. L'etude mineralogique classique repose sur des essais de drx et atd/atg, des analyses chimiques et granulometriques, les mesures de cec. Nous avons defini deux protocoles de caracterisation rheometrique utilisant les essais d'ecoulement, de fluage et d'oscillation. Pour etudier les ecoulements en conduites cylindriques, nous avons developpe une boucle experimentale de marinage dont l'instrumentation permet des mesures de pression (capteurs a membrane affleurante) et l'obtention de profils de vitesse (velocimetrie ultrasonore). Parallelement aux cinetiques rapides de destructuration et de restructuration deja observees par d'autres auteurs, ce travail met en evidence l'existence de cinetiques lentes de destructuration et de restructuration sous cisaillement. Ces cinetiques peuvent etre une fonction croissante ou decroissante de la vitesse de cisaillement. Les bentonites etudiees ont pu etre classees en deux familles suivant leurs caracteristiques physico-chimiques et rheologiques. La simulation de differentes interactions boue-terrain a montre l'influence de la nature du terrain traverse. L'ensemble de ce travail degage le role primordial de l'eau sur l'organisation structurelle des suspensions de bentonites.