Modelisation thermo-hydro-mecanique des massifs fractures a moyenne ou grande echelle simulation micro-macro du comportement mecanique des fractures

par ANNE BOUGNOUX

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de G. VOUILLE.

Soutenue en 1995

à l'EMP .

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  • Résumé

    Le stockage de dechets nucleaires en milieu naturel fracture pose deux problemes majeurs: comment le massif reagit-il a la forte sollicitation thermique et comment eviter la contamination des eaux souterraines ainsi que le transport de particules radioactives vers la biosphere ? les phenomenes mis en jeu sont tres complexes a cause des couplages entre les aspects thermiques, mecaniques et hydrauliques. En dehors de l'experimentation in-situ, les principaux moyens d'etude de ces problemes sont la modelisation et la simulation numerique. En general, les etudes concernant les massifs rocheux se font selon une approche de type milieu continu equivalent. Or, l'analyse des ecoulements et de la connectivite des fractures impose le choix d'une approche discrete. Le premier but de notre travail est de demontrer la faisabilite de cette approche discrete. Nous montrons ses apports par comparaison au milieu continu equivalent (irreversibilite des deformations, connectivite) et prouvons sur un modele en vraie grandeur que les aspects numeriques, sans etre negligeables, ne limitent pas considerablement sa mise en uvre. Par ailleurs, nous montrons que le couplage numerique donne d'excellents resultats, tout en permettant de resoudre des sous-problemes beaucoup moins complexes que le probleme initial. Dans une approche discrete, il faut un bon modele de fractures, tout particulierement pour l'etude des phenomenes hydrauliques en general, et a moyenne echelle en particulier. En effet, les debits etant le plus souvent calcules en fonction du cube de l'ouverture des fractures, il est particulierement important de calculer cette derniere quantite avec precision. Pour ce faire, et c'est le second objectif de notre recherche, nous avons choisi une approche micro-macro pour decrire le comportement d'une fracture. Cela permet d'etudier la destruction de la rugosite des epontes, qui est la principale responsable des variations d'ouverture. Pour cela, nous etudions d'abord le comportement d'une asperite isolee, puis nous observons les interactions entre asperites dans une fracture a morphologie de plus en plus complexe. Les effets d'echelle et les aspects tridimensionnels pourront etre pris en compte par une description adequate de la rugosite


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  • Détails : 258 P.
  • Annexes : 73 REF.

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