Thèse soutenue

Influence de la chimie sur les propriétés multi-échelles du gonflement d’une bentonite compactée

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Auteur / Autrice : Luc Massat
Direction : Olivier CuisinierFarimah Masrouri
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et énergétique
Date : Soutenance le 28/06/2016
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Energies et Mécanique Théorique et Appliquée
Jury : Président / Présidente : Jacques Desrues
Examinateurs / Examinatrices : Olivier Cuisinier, Farimah Masrouri, Jacques Desrues, Pierre Delage, Stéphane Gaboreau, Manuel Pelletier, Maria Victoria Villar
Rapporteurs / Rapporteuses : Muzahim Al-Mukhtar, Pierre Delage

Résumé

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Une étude multi-échelle du gonflement d’une smectite en milieu confiné est proposée par une analyse de la pression de gonflement et de la porosité à différentes échelles (inter-agrégat, inter-particulaire, interfoliaire). Un dispositif spécifique, œdo-tomomètre, est conçu pour assurer le suivi couplé de la pression de gonflement et de la porosité inter-agrégat identifiable par microtomographie de rayon X (taille > 5 µm). D’autres analyses par adsorption de gaz et en microscopie permettent de caractériser la porosité à plus petites échelles. Différents types de fluides sont utilisés pour hydrater les éprouvettes afin de contrôler les composantes cristalline et osmotique du gonflement (solutions de NaCl à différentes forces ioniques et solution de méthacrylate de méthyle (MMA)). Les résultats obtenus en comparant notamment les éprouvettes hydratées par des solutions ioniques de NaCl à celles hydratées par du MMA montrent que l’évolution de la pression de gonflement et la réorganisation de la microstructure (diminution en taille de la porosité inter-agrégat, fractionnement possible des particules) sont intimement liées. Par ailleurs, ces résultats comparés à ceux calculés par des modèles phénoménologiques (BExM par exemple, modèle de Barcelone pour les sols gonflants) sont assez bien corrélés