Modification of the microstructure of a compacted expansive clay upon wetting
Modification de la microstructure d’une argile gonflante compactée en cours d’hydratation
Résumé
This study is focused on the hydromechanical behaviour of a compacted swelling clay upon wetting. More precisely, a multi-scale investigation of the swelling behaviour of a purified bentonite under constrained conditions was carried out by a monitoring of the swelling pressure and the porosity evolution at various scales (inter-aggregate, inter-particle, interlayer). A specific oedo-tomometer, has been designed to monitor both the swelling pressure and the inter-aggregate porosity evolution deduced from microfocus X-ray computed tomography measurements (size higher than 5 µm). The results showed the influence of hydration on specimens with an increase of the swelling pressure and a decrease of the inter-aggregate pore size during hydration. Therefore, a coupling between swelling pressure and textural reorganisation at inter-aggregate pore scale was highlighted. This coupling was also based on hydration process at interlayer scale.
L'hydratation d'une argile gonflante provoque une augmentation de sa pression de gonflement associée à une réorganisation profonde de sa microstructure à toutes les échelles. L'objectif de ce travail est de caractériser et de comprendre les processus couplés chémo-hydromécaniques multi-échelles dans les argiles soumises à la circulation d'un fluide. Un dispositif spécifique, oedo-tomomètre, a été conçu pour assurer le suivi couplé de la pression de gonflement en corrélation avec l'évolution de la porosité inter-agrégat identifiable par microtomographie de rayons X (taille > 5 µm). Les résultats ont permis d'établir une corrélation entre le développement de la pression de gonflement et la réorganisation progressive de la porosité d'une argile gonflante compactée. L'utilisation de différents fluides a permis de montrer le couplage entre l'évolution de la pression de gonflement et la réorganisation de la porosité inter-agrégats, couplage lui-même dépendant des processus d'hydratation induits à l'échelle interfoliaire (gonflement cristallin ou osmotique).