Influence des solutions aqueuses sur le comportement mécanique des roches argileuses

par Jad Wakim

Thèse de doctorat en Technique et économie de l'exploitation du sous-sol

Sous la direction de Faouzi Hadj Hassen.

Soutenue en 2005

à Paris, ENMP .


  • Résumé

    La mise en contact d’une roche argileuse avec une solution aqueuse entraîne l’apparition d’un gonflement qui joue un rôle important dans le comportement des ouvrages creusés dans ce type de terrain. Plusieurs travaux de recherche se sont intéressés au gonflement et ont souvent ́été controversés en raison de la complexité des phénomènes impliqués. Cette thèse s’inscrit dans le cadre de ces recherches et vise à contribuer à la compréhension du gonflement des roches argileuses lorsqu’elles sont confinées et soumises à une solution hydratante. L’essentiel des travaux réalisés dans cette thèse a concerné l’argilite de Lorraine et l’argilite de Tournemire. Pour caractériser le gonflement et identifier les principaux paramètres qui le gouvernent, il était nécessaire d’aborder le problème en premier lieu avec une approche expérimentale. La démarche expérimentale adoptée a consisté à étudier le gonflement à partir d’une analyse mécanique suivie d’une analyse chimique. Dans la partie mécanique, le gonflement a été étudié en imposant à l’échantillon des sollicitations mécaniques et en maintenant invariante la solution d’hydratation durant les essais. Dans la partie chimique, le gonflement a été dans ce cas étudié en imposant à un échantillon des sollicitations chimiques tout en maintenant constante la contrainte axiale appliquée durant les essais. Les sels monovalents et le sel divalent utilisés à différentes concentrations (NaCI, KCI, CaCI2). Les résultats expérimentaux obtenus ont permis le développement d'un modèle rhéologique qui prend en considération le temps, l'anisotropie, le chargement appliqué et le chimisme de la solution d'hydratation.

  • Titre traduit

    Influence of the aqueous solutions on the argillaceous rocks behaviour


  • Résumé

    The hydratation of the shale with an aqueous solution induces a three-dimensional swelling which plays an important role in the behaviour of the structures excavated in this type of grounds. Several researches were dedicated to swelling and were often much debated due to the complexity of the implied phenomena. The goal of this thesis is therefore to contribute to a better understanding of shale swelling when the rock is confined and hydrated with an aqueous solution. The main part of the work accomplished was related to the Lorraine shale and to the Tournemire shale. To characterize swelling and to identify the main governing parameters, it was necessary to start the issue with an experimental approach. The experimental procedure adopted consisted of studying first the mechanical aspect and then the chemical aspect of swelling. In the mechanical part, swelling was studied by imposing on the sample a mechanical loading while maintaining during the tests the same aqueous solution. In the chemical part, swelling was therefore analysed by imposing on the sample a chemical loading while maintaining constant the axial stress. Monovalent and divalent salts which were used with various concentrations (NaCI, KCI, CaCI2). The experimental results obtained allowed the development of a new rheological model which takes into account the time, the anisotropy, the applied loading and the chemistry of the solution.

Autre version

Cette thèse a donné lieu à une publication en 2006 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Influence des solutions aqueuses sur le comportement mécanique des roches argileuses

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 155 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 141 réf.

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