Etude du comportement couplé thermo-hydro-mécanique et chimique (THMC) des argiles profondes

par Adrien Haxaire

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Irini Djeran-Maigre.

Soutenue en 2008

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    L'enfouissement de déchets nucléaires dans l'argile de l'Est fait interagir quatre phénomènes: thermique, hydrique, mécanique et chimique. Les modèles THMC existants traitent les réactions chimiques indirectement, par l'introduction d'un paramètre contenant toute l'information de la réaction. Aussi, il était nécessaire d'élaborer un modèle complet, traitant les quatre phénomènes à égale mesure, et qui puisse expliciter de manière directe leurs couplages. Ce travail est composé de trois parties. La partie théorique constitue une part importante du travail. La totalité du cadre thermodynamique a été redéfini pour inclure les phénomènes chimiques. Les réactions chimiques sont représentées par la vitesse de réaction, pont vers la thermodynamique chimique, seul outil capable de les décrire avec précision. Le modèle est implémenté dans Castem 2000. Des procédures hydriques et chimiques devaient être intégrées au code. Le couplage entre les quatre phénomènes est effectué à la fin de chaque itération temporelle. La troisième partie de ce travail de recherche est la confrontation du modèle aux données expérimentales présentes dans la littérature. Les perspectives de ce travail sont nombreuses. Premièrement, d'autres coefficients doivent être déterminés. Le modèle doit être amélioré en intégrant les parties non linéaires des phénomènes. Le code de calcul peut être optimisé en créant une procédure qui itère tous les phénomènes en même temps, afin de produire un couplage fort.

  • Titre traduit

    Study of the coupled THMC behaviour of deep argillaceaous rocks.


  • Résumé

    The storage of nuclear wastes in the Bure clay makes interact four types of phenomena: thermal, hydric, mechanical and chemical. Existing THMC models consider chemical reactions indirectly, through a parameter containing the whole information about the reaction. Thus, it was necessary to build a complete model, which would allow to consider every phenomenon, and which could take their couplings into account. This work is made of three parts. The theoretical part constitues an important part of the work. The whole thermodynamical framework has been redefined to take into account chemical reactions. They are represented by the reaction rate, the gate to chemical thermodynamics, the only way to describe them accurately. The model is implemented in Castem 2000. Hydric and chemical procedures have been integrated in the code. The couplings between the phenomena is done at end of time step. The third part is the confrontation of the model to experimental data found in the literature. This work offers many prospects. Firstly, other oefficients have to be determined. The model has to be upgarded by integrating the non linear parts of the phenomena. The numerical code may be optimised by developping a new procedure that computes which resolves the four phenomena for every iteration, in order to produce strong couplings.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (112 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 101-105. Index

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  • Bibliothèque : Université de Montpellier. Bibliothèque du LMGC.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH-HAX-2008
  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(3362)
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