Etudes des propriétés de confinement de matériaux argileux pour barrières ouvragées de stockages de déchets

Studies of the confinment properties of clay materials for waste disposal engineered barriers

• Auteur / Autrice : Catherine Pothier
• Direction : Agnès Jullien
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique. Génie mécanique. Génie civil
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Orléans

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pollution

Rhéologie

Mécanique

Argile

Résumé

Les travaux présentés concernent le comportement de barrières ouvragées argileuses gonflantes et non gonflante destinées au stockage de déchets en surface ou à grande profondeur. Dans ce contexte les sollicitations imposées aux argiles regroupent des contraintes mécaniques produites par le milieu extérieur, des contraintes hydriques dues à la ventilation des ouvrages puis à la ressaturation après fermeture, des contraintes thermiques liées au dégagement de chaleur des déchets ainsi que des perturbations physico-chimiques causées par le transport des polluants. Des essais macroscopiques de laboratoire spécifiques à l'étude du comportement des sols non saturés, soumis à ces sollicitations, d'amplitude variable, ont été développés. Ils ont permis d'identifier des paramètres de transfert d'eau, des paramètres mécaniques, et de caractériser les phénomènes d'hystérésis sur des chemins de sollicitations cycliques. Des mesures d'anisotropie des contraintes ont aussi été réalisés. Les effets de mémoire thermique et hydrique des argiles ont été mis en évidence et quantifiés. Un écrouissage associé à l'inhibition partielle du gonflement, du aux effets chimiques, a également été mis en évidence pour une argile gonflante, polluée au nitrate de cuivre. Ces essais ont permis de proposer une extension du concept des contraintes effectives de Terzaghi aux sollicitations hydriques. L'étude des stockages a été abordée en modélisant d'abord le régime transitoire, lié au transfert de masse sous différentes conditions initiales. Des simulations de l'infiltration en conditions polluées (cuivre) ont été effectuées. Puis deux modèles rhéologiques en contraintes effectives simulant le comportement hydromécanique d'argiles gonflantes ou non ont ensuite été mis en œuvre, et validés. Des simulations du comportement mécanique d'argile gonflante saturée polluée au cuivre, utilisant une loi de variation des paramètres en fonction de la concentration ont été aussi réalisées.