Perméabilité des massifs rocheux faiblement perméables : application à l'estimation de l'endommagement

Low rock masses permeability : application to the change zone extent estimation

• Auteur / Autrice : Stéphane Pepa
• Direction : Françoise Homand
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil, hydrosystèmes, géotechnique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Roches -- Perméabilité

Mots clés libres

Pulse test

Mesure in situ

Résumé

Les méthodes d'abattage et la redistribution des contraintes peuvent créer une zone endommagée (EDZ) caractérisée par des propriétés hydrauliques et mécaniques différentes de celles du massif non perturbé. Les propriétés hydrauliques de l'EDZ sont d'une extrême importance au regard de la sûreté de stockage des déchets nucléaires. L'étude de cette zone est réalisée à l'aide d'une sonde de mesure de perméabilité. La méthode expérimentale de test hydraulique choisie est le pulse test en raison des faibles et très faibles perméabilités attendues (10-14 - 10. 22 m2). L'importance des conditions hydrauliques de l'essai, de l'historique de pression et la variabilité spatiale et temporelle autour des excavations du champ de pressions interstitielles ont été montrées par la résolution directe des équations du problème de pulse en forage. Après plusieurs campagnes de mesures dans des laboratoires internationaux et divers sites (HRL, URL, Mont Terri et Tournemire), l'outil de mesure a été amélioré afin de tenir compte des impératifs liés à la connaissance des mécanismes régissant l'essai. La version améliorée de l'outil donne des résultats probants dans les massifs cristallins du type granite et même dans les argilites. L'utilisation de méthodes d'interprétation capables de gérer les dimensions d'écoulement fractionnés a montré l'existence d'une zone proche perturbée autour du forage créée lors de son creusement. L'intégration de cette zone dans un modèle composite permet d'estimer la perméabilité de la zone lointaine. L'estimation de l'EDZ, déterminée lors des campagnes de mesure de perméabilité in situ est comparée aux résultats de modélisations mécaniques et/ou par comparaison avec les mesures in situ de vitesses sismiques. Enfin, les dernières mesures de vitesses sismiques du Mont Terri (Suisse) ont confirmé l'existence d'une organisation radiale par rapport au forage et par la même occasion, valident entièrement l'hypothèse de notre modèle d'interprétation.

Excavation of underground openings generally causes damage to the surroundings. The hydraulic properties of the excavation disturbed zone (EDZ) are different from the Test of the rock mass, and are of major interest concerning the safe sealing of underground radioactive waste repositories. Permeability measurement probe (SEPPI) is used to characterize the excavation damage zone. The experimental method is a pulse test which is suitable for low rock permeability (10-14 - 10-22m2). Modelling with direct problem permits to understand both the initial hydraulic boundary conditions importance and the variability of pore water pressure in space and time around the borehole. Ln order to account for comprehension of initial conditions, the probe was modified next to a few permeability measurements campaign in international laboratories (HRL, URL, Mont Terri et Tournemire). The new tool give some satisfying results in cristalline rock mass and even in shales. The use of fractional flow dimension in the interpretation methods shows the existence of damage zone around the borehole created during its boring and permits to integrate this zone in the model interpretation: Mechanical modelling validate the estimation of EDZ obtained with in situ permeability measurements. At least, the last Mont Terri sismic velocity measurements comfirm the existence of the EDZ next to the borehole wall and also validate entirely the assumptions of our interpretation model.