Interaction argile gonflante/structure - étude de la stabilité d'une structure tubulaire.

Interaction Swelling clay / structure - study of the stability of a tubular structure.

• Auteur / Autrice : Sajid kamil Zemam
• Direction : Mahdia Hattab, Mohamad Jrad
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 18/03/2022
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale C2MP - Chimie mécanique matériaux physique (Lorraine ; 2018-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LEM3 - Laboratoire d Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Argile

Stabilite

Interaction

Clay

Stability

Buckling

Résumé

Etude de la stabilité d'une structure tubulaire sous confinement – Effet d'une interface en coulis cimentaire: L'objet du projet sont des micro-tunnels creusés dans une roche argileuse équipés d'un tube en acier permettant d'assurer la stabilité des parois de la roche et garantir les bonnes conditions d'usage de ces derniers. Pour que la structure reste mécaniquement stable tout au long de la vie de l'ouvrage, le dimensionnement doit prendre en compte le risque de flambage et de ruine plastique. L'injection d'un matériau cimentaire entre le tube métallique et la roche hôte qui vise à limiter sa corrosion, peut diminuer la résistance au flambage sous contact du tube. La thèse proposée a pour objectif d'examiner l'impact du coulis cimentaire sur le comportement de la structure tubulaire et en particulier sur sa résistance au flambage. L'enjeu est de représenter explicitement la pression du confinement sur la surface extérieure du tube, ce qui nécessite la compréhension du comportement de la zone d'interface représentée par le coulis mis sous confinement. Un enjeu important concerne aussi la caractérisation de la rigidité du milieu confinant bi matériaux, l'épaisseur de coulis pouvant varier circonférentiellement. Les travaux comporteront un volet expérimental et un volet numérique visant à identifier par une approche inverse le comportement mécanique de l'interface. Une étude des propriétés mécaniques du coulis sera réalisée au moyen d'essais oedométriques et triaxiaux en début de thèse. Concernant la structure, les travaux s'appuieront sur une démarche expérimentale utilisant le banc de flambage disponible au laboratoire. Ainsi, pour étudier le comportement mécanique, des essais sur éprouvettes et maquettes à échelle réduite seront réalisés, ils permettront de caractériser la tenue au flambage de la structure sous une pression externe transmise par une interface complexe.

Study of the stability of a tubular structure under confinement – Effect of a cement grout interface : The object of the project are micro-tunnels dug in clay rock equipped with a steel tube to ensure the stability of the rock walls and guarantee the proper conditions of use of the latter. For the structure to remain mechanically stable throughout the life of the structure, sizing should take into account the risk of buckling and plastic failure. The injection of a cementitious material between the metal tube and the host rock, which aims to limit its corrosion, can reduce the resistance to buckling under contact of the tube. The proposed thesis aims to examine the impact of cementitious grout on the behavior of the tubular structure and in particular on its resistance to buckling. The challenge is to explicitly represent the confinement pressure on the outer surface of the tube, which requires understanding the behavior of the interface zone represented by the grout placed under confinement. An important issue also concerns the characterization of the rigidity of the bi-material confining medium, the grout thickness being able to vary circumferentially. Work comprising an experimental component and a numerical component aimed at identifying the mechanical behavior of the interface using an inverse approach. A study of the mechanical properties of the grout will be carried out by means of oedometric and triaxial tests at the beginning of the thesis. concerning the structure, the work is based on an experimental approach using the buckling bench available in the laboratory. Thus, to study the mechanical behavior, tests on test specimens and reduced-scale models will be carried out, they will make it possible to characterize the buckling resistance of the structure under an external pressure transmitted by a complex interface.