Etude de la continuité des états liquides et solides pour les géomatériaux traités constituants les barrières d’étanchéité hydraulique

= Study of Liquid and Solid States Continuum for treated Geo material Used as Landfill Liners

• Auteur / Autrice : Gilles Barast
• Direction : Irini Djeran-Maigre, David John Williams
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Lyon, INSA en cotutelle avec University of Queensland
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d' Ingénierie Environnementale, EA 4126 (Villeurbanne, Rhône2007-2015) - Groupe Golder Geomechanics Centre (Brisbane, Australie)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modèles mathématiques

Étanchéité

Perméabilité

Géomatériaux

Bentonite

Compressibilité

Rhéologie

Résumé

Lorsque les conditions et obligations relatives aux cellules de confinement de déchets s'y prêtent, une barrière minérale hydraulique d'étanchéité, compose de bentonite et renforcé par ajout de polymère, peut être disposée. Possédant une faible perméabilité, le temps de caractérisation de ces géomatériaux est long, ce qui rend difficile un pré-design rapide pour l'ingénieur. Des investigations pionnières et de nouveaux indices hydrauliques sont recherchés. Nous avons proposé d'expérimenter les géomatériaux à l'état liquide, basé sur la rhéologie et filtration. Les paramètres rhéologiques à l'état liquide ont été analysés puis transposés vers ceux de mécanique des sols (perméabilité) obtenus à l'état solide. Cette méthodologie s'est basée sur plusieurs bentonites, fluides (Incluant eau et CaCI2) deux polymères différents et du sable pour les mélanges compactés Les investigations HMC, de la littérature, et des essais de rhéologie et filtration, ont mis en évidence l'utilisation prometteuse de ces essais pour la comptabilité bentonite-fluide-polymère. L'expérimentation rhéologique en régime dynamique a été discutée, fournissant le paramètres les plus appropriés pour formuler un indice de performance. Deux approches ont été adoptées (gel el gonflement), reliant la conductivité hydraulique avec les paramètres rhéologiques. Les corrélations linéaires ont pu être observées, mais dépendent de la chimie du fluide et de l'ajout de polymère, manifestant l'influence du mixage et l'Importance du continuum liquide-solide

To comply with waste containment liners regulatory requirements, bentonite (moisture-reactive clay) based hydraulic sealing systems may be required, possibly enhanced using innovative polymer reinforcement. Due to the low hydraulic conductivity, the testing lime for characterisation in the laboratory is long, which makes it difficult for rapid engineering design. Pioneering investigations, as weil as new quick hydraulic indexes, are called for. Accordingly, experimental studies were undertaken on the geomaterials in their higher hydraulic conductivity liquid state, based on rheology and filtration. Liquid state rheological parameters were experimentally transposed into solid state soli mechanics parameters (specifically hydraulic conductivity). This methodology was based on test results for various bentonites, fluids (including water and CaCI2) two polymers and sand, for compacted sand-bentonite-polymer mixtures. Observations from HMC investigations, from the literature, and from rheology and. Filtration testing, showed compatibility for bentonite polymer-fluid mixtures over a range of states. Dynamic rheology testing was found to provide the most appropriate parameters to formulate a hydraulic performance index. Two approaches were adopted (gel and swelling), linking the hydraulic conductivity with rheological parameters. Linear correlations were observed, dependent on the fluid chemistry and polymer addition, manifesting the mixing affect and the significance of a liquid-solid continuum