Comportement des galeries souterraines soumises a un chargement thermique

par KWAI KWAN WONG

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Gilles Rousset.

Soutenue en 1994

à l'ENPC .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Ce memoire traite le probleme des cavites souterraines soumises a un chargement thermique en paroi. Ce probleme se pose par exemple en geothermie, pour les forages petroliers profonds, ou encore pour le stockage souterrain des dechets nucleaires. Les effets mecaniques qu'induit un chargement thermique sont doubles. Une augmentation de temperature entraine une dilatation volumique, ce qui constitue un chargement mecanique reparti; en meme temps, elle modifie le comportement rheologique du massif (variations de parametres mecaniques, transition vers un comportement plus ductile). Dans un cadre d'hypotheses simplificatrices, sont developpees un petit nombre de solutions analytiques originales, sur le comportement d'une galerie isolee soumise simultanement aux chargements mecanique (creusement et pose d'un soutenement) et thermique. Les caracteres explicite et transparent de ces solutions permettent des demonstrations theoriques interessantes, conduisant a une meilleure comprehension des effets du chargement thermique. D'autre part, deux parametres adimensionnels importants se degagent des etudes theoriques. En comportement elastoplastique, c'est la temperature caracteristique, une constante du materiau qui depend uniquement des parametrs thermomecaniques du materiau, qui donne une bonne indication sur la sensibilite du materiau vis-a-vis du chargement thermique. L'exploitation numerique du modele d'ailleurs montre qu'une montee de temperature qui atteint une fraction de la temperature caracteristique peut conduire a des deplacements supplementaires du meme ordre de grandeur que ceux dus au chargement mecanique initial. En comportement viscoplastique, c'est le rapport entre la vitesse de chargement et la vitesse caracteristique de l'ecoulement viscoplastique qui indique l'importance des effets differes. Lorsqu'un grand nombre de cavites sont soumises simultanement aux chargements thermique et mecanique, comme c'est le cas du stockage souterrain des dechets nucleaires, il y a alors interaction thermomecanique. L'etude de ce probleme fait l'objet de la derniere partie du memoire. En introduisant progressivement des hypotheses simplificatrices, basees sur les resultats du calcul de l'etape precedente, on montre que, bien que le probleme original soit fortement tridimensionnel, des modelisations simplifiees, respectivement bidimensionnelles et unidimensionnelles peuvent servir utilement a l'estimation des grandeurs critiques, donc dimensionnantes. En particulier, la modelisation unidimensionnelle admet une solution analytique dont la simplicite est une fois encore mise a profit pour des etudes de sensibilite


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Informations

  • Détails : 241 P.
  • Annexes : 96 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Ecole des Ponts ParisTech (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne). Bibliothèque Lesage.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : NS 17725
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