Contributions à la modélisation micromécanique du comportement non linéaire de l'argilite du Callovo-Oxfordien

par Ariane Abou-Chakra Guéry

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Djimédo Kondo, Jianfu Shao et de Fabrice Cormery.

Soutenue en 2007

à Lille 1 .


  • Résumé

    Ce travail, réalisé au Laboratoire de Mécanique de Lille et en collaboration avec l'ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs), est lié à la problématique du stockage des déchets radioactifs à haute activité et à vie longue. Au vue de sa forte compacité et de sa faible perméabilité, la couche d'argilite du Callovo-Oxfordien a été choisie comme matériau constitutif de la barrière géologique vis à vis des radioéléments des colis de déchets. L'objectif de l'étude est de développer et valider une approche d'homogénéisation non linéaire du comportement mécanique de l'argilite du Callovo-Oxfordien. Le matériau est modélisé comme un composite constitué d'une matrice élasto(visco)plastique et d'inclusions élastiques et endommageables. Les lois constitutives macroscopiques sont obtenues par une adaptation de la méthode incrémentale de Hill. Le modèle développé est tout d'abord comparé aux solutions obtenues par calculs éléments finis sur une cellule. Il est ensuite validé par comparaison avec les données expérimentales de laboratoire disponibles à différentes profondeurs géologiques. Le modèle micromécanique a été finalement implémenté dans un code d'éléments finis (Abaqus) pour la simulation du creusement d'un puit d'accès du laboratoire souterrain. Les prédictions portent notamment sur la distribution de l'état d'endommagement et des déformations plastiques autour du puits, ainsi que sur l'évaluation de l'étendue de la zone endommagée.

  • Titre traduit

    Contributions to micromechanical model of the non linear behavior of the Callovo-Oxfordian argilite


  • Résumé

    This work is performed in the general context of the project of underground disposal of radioactive waste, undertaken by the French National Radioactive Waste Management Agency (Andra). Due to its strong density and weak permeability, the formation of Callovo-Oxfordian argillite is chosen as one of possible geological barriers to radionuclides. The objective of the study to develop and validate a non linear homogenization approach of the mechanical behavior of Callovo-Oxfordian argillites. The material is modelled as a composite constituted of an elasto(visco)plastic clay matrix and of linear elastic or elastic damage inclusions. The macroscopic constitutive law is obtained by adapting the incremental method proposed by Hill. The derived model is first compared to Finite Element calculations on unit cell. It is then validated and applied for the prediction of the macroscopic stress-strain responses of the argillite at different geological depths. Finally, the micromechanical model is implemented in a commercial finite element code (Abaqus) for the simulation of a vertical shaft of the underground laboratory. This allows predicting the distribution of damage state and plastic strains and characterizing the excavation damage zone (EDZ).

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Informations

  • Détails : 1 vol. (144 f.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. f. 140-144. 65 réf.

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  • Cote : 50376-2007-191
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  • Cote : 07 LIL1 0094
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