Modelisation du comportement thermomecanique des argiles saturees : application au stockage des dechets radioactifs

by ABDELMALEK RAHBAOUI

Doctoral thesis in Terre, océan, espace

Under the supervision of J.-C. ROBINET.

defended on 1995

in Orléans .

  • Alternative Title

    Modelling of the thermomechanical behaviour of saturated clays: application to the radioactive wastes disposal


  • Abstract not available

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  • Abstract

    Lors de l'enfouissement des containers de dechets radioactifs dans les puits de stockage, les barrieres ouvragees et le milieu environnant constitues essentiellement d'argile sont soumis a de forts champs de temperatures. Des variations volumiques du milieu se produisent ainsi et peuvent entrainer la rupture du materiau. En effet, l'argile constituee de squelette solide, d'eau adsorbee et d'eau libre presente des interactions physico-chimiques qui influent sur son comportement thermomecanique particulierement different de celui des materiaux granuleux comme le sable. L'effet de la temperature sur l'eau des argiles est le principal facteur gouvernant ce comportement. Ainsi, la perte de la structure particuliere de l'eau adsorbee et l'elargissement de l'epaisseur de la double couche diffuse entrainent des mecanismes microstructuraux de rearrangement de particules. Ces rearrangements dependent fortement de l'etat des contraintes dans le materiau. Lorsque celui-ci est tres surconsolide, un gonflement thermique irreversible se produit pendant un cycle thermique. Il s'accompagne d'une division des particules et d'un elargissement permanent des mesopores. Ce gonflement est d'autant plus important que l'ocr est grand. En effet, si le materiau est normalement consolide, un tassement du materiau se produit durant l'echauffement, sous l'effet de la contrainte exterieure. Ce tassement est caracterise par un rearrangement plus dense du materiau. Le cas legerement surconsolide permet d'avoir tous les etats intermediaires entre un gonflement et un tassement durant un cycle thermique. En revanche, le refroidissement produit un faible tassement reversible qui caracterise la contraction thermique des constituants. Ces phenomenes microscopiques ont ete mis a profit pour formuler un modele thermomecanique macroscopique base sur le modele de cam-clay et d'hujeux. Le modele propose inclut d'une part un ecrouissage thermique negatif qui se manifeste dans les etats surconsolides par la reduction de la surface de charge de tassement f#c et une translation de la surface de charge de gonflement thermique f#t (ptl) ; et d'autre part, une deformation volumique thermique irreversible de gonflement. Cette approche a ete testee sur divers chemins de sollicitations thermomecaniques oedometriques, triaxiales drainees et non drainees, et de consolidation isotrope draines sur des argiles gonflantes et non gonflantes

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Informations

  • Details : 293 P.
  • Annexes : 160 REF.

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