Fluage et endommagement des roches argileuses : évolution de la microstructure et modélisation phénoménologique

Creep and damage in argillaceous rocks : microstructural change and phenomenological modeling

• Auteur / Autrice : Géraldine Fabre
• Direction : Frédéric L. Pellet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble, Isère, France ; 1971-2015)

Résumé

Des essais de fluage de longue durée et de chargement à vitesse lente ont permis d'étudier la viscosité de trois roches argileuses. L'aptitude au fluage, faible perméabilité et la forte capacité de rétention des radioéléments de ce type de roche sont des qualités essentielles pour constituer la couche hôte d'un stockage de déchets radioactifs. Dans ce contexte, le but de cette thèse est d'apporter une meilleure compréhension des mécanismes régissant les comportements mécaniques différés aux échelles micro et macroscopique. L'étude expérimentale a été complétée par une analyse microstructurale sur lames minces. En simulant analytiquement le comportement mécanique, les résultats de l'étude expérimentale nous ont permis d'identifier les paramètres de différents modèles viscoplastiques. La meilleure simulation du comportement a été obtenue avec un modèle prenant en compte le développement des déformations volumiques irréversibles de la roche et son anisotropie d'endommagement.

The viscosity of three sedimentary argillaceous rocks has been studied under different conditions of compression: creep and quasistatic tests. Because they present sorne of the physical characteristics, which are essential for being a natural barrier (low permeability, high creep potential and important holding capacity of radioactive elements), argilIaceous rocks are often studied as possible host layers for radioactive waste storage. Ln this context, the purpose of the experimental study was to shed sorne light over the mechanisms governing the development of their delayed behaviours. Ln order to identify the mechanisms on a microstructural scale, the experimental study was supplemented with observations on thin sections. Moreover, analytical simulations of the mechanical behaviour gave parameters used in different viscoplastic models. The best modeling was obtained with the viscoplastic model which take account of the development of volumetric strains and of the damage anisotropy.