Hydro-mechanical coupled modelling in partially saturated porous media : application to the ventilation of deep galleries
Modélisations couplées Hydro-Mécaniques en milieux poreux partiellent saturés : application à la ventilation de galeries profondes
Résumé
During the last decades, the study of coupling phenomena became more and more important in Geomechanics and Civil Engineering. Radioactive wastes repository in deep geological formation is a perfect illustration of this kind of problems. Indeed, due to numerous stakes, all acting phenomena must be considered in order to determine the first fonctionnality of the repository structure: the full safety confining of radioactive wastes. During the building period of the repository structures, the excavation and the ventilation of galleries induce solicitation of the surrounding rock mass. The abject of this work is to characterize the importance .and the nature of this solicitation. It's fundamental to determine the phenomena kinetics (progression of the drying front induced by ventilation, the extent of the perturbated zone) and the strengh of induced couplings (stresses in front of gallery, damage). The aim of all this considerations is to evaluate the eventual modifications of the rock and its confining abilities. The theoretical approach is the Mechanics of Porous Media defined by Coussy (1995), which leads to a formalism at the macroscopic scale and allows to determine the evolutions of the rock, considered as partially saturated porous medium (three-phases medium). The aim of the different models presented in this work is to describe the fluids transfers in the rock mass and to take into account constitutive aspects of the mechanical behavior of the rock (damage, plasticity).
Durant les dernières décennies, l'étude des phénomènes couplés a pris une importance considérable dans de nombreux problèmes de la Géomécanique et du Génie Civil. Le stockage des déchets radioactifs en formations géologiques profondes est une parfaite illustration de ce genre de problème. En effet du fait des nombreux enjeux, il va être nécessaire de prendre en compte tous les phénomènes intervenant, afin de pouvoir tirer des conclusions sur la fonctionnalité première de la structure de stockage à savoir: le confinement en toute sûreté des déchets radioactifs. Durant la phase de construction des structures de stockage, le creusement et la ventilation des galeries vont solliciter le massif rocheux environnant. L'objet de ce travail est de caractériser l'importance et la nature de cette sollicitation. Il est notamment primordial de déterminer la cinétique des phénomènes (progression du front de séchage induit par la ventilation, étendue de la zone perturbée) et la forces des couplages induits (contraintes en paroi des galeries, endommagement, etc.). Toutes ces considérations ont pour but d'évaluer les modifications éventuelles de la roche et ainsi ses capacités de confinement. L'approche théorique retenue est celle de la Mécanique des Milieux Poreux définie par Coussy (1995) permettant, grâce à un formalisme à l'échelle macroscopique, de déterminer les évolutions de la roche en tant que milieu poreux partiellement saturé (formé d'une phase solide, d'une phase liquide et d'une phase gazeuse). Les différents modèles présentés dans ce travail ont pour objectif de traduire au mieux les transferts de fluides au sein du massif rocheux mais également les aspects constitutifs liés au comportement mécanique de la roche (endommagement, plasticité).
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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