Etude des diffusions thermique et hydraulique dans une argile soumise à un champ de température

par Irini Djeran-Maigre

Thèse de doctorat en Mécanique - Géotechnique

Sous la direction de Gilles Rousset.

Soutenue en 1991

à Marne-la-Vallée, ENPC .

Le président du jury était Pierre Habib.

Le jury était composé de Gilles Rousset, Jean-Yves Boisson, Bernard Côme, G. Panagiotopoulos.

Les rapporteurs étaient Ghislain de Marsily, Tomasz Hueckel.

mots clés

• Matériaux poreux
• Conductivité thermique
• Mécanique des fluides

Résumé

La conductivité thermique des roches argileuses est un paramètre essentiel qui conditionne la diffusion de température et de pression interstitielle dans un massif soumis à un chargement thermique. Grâce à une expérience de laboratoire sur modèle réduit, qui permet de garantir la qualité et la représentativité des conditions aux limites, on montre que cette conductivité thermique peut dépendre de la température dans un sens non favorable à l'évacuation de la chaleur. Par ailleurs, on établit que les mouvements de l'eau interstitielle se produisent de la source chauffante vers l'extérieur mais restent de faible amplitude. Un modèle simple de milieu poreux permet de rendre compte des observations et d'illustrer les effets de la variation de la conductivité sur le comportement d'un massif soumis à un chargement thermique. Enfin, par des outils numériques développés spécialement, on examine l'incidence des particularités des modèles proposés sur le comportement thermohydromécanique d'ouvrages de géométrie simple soumis à des chargements thermiques donnés.

Titre traduit

Study of heat and hydraulic diffusions in clays under thermal loading

Résumé

The thermal conductivity of clays is the fondamental parameter which governs the thermal diffusion and the pore pressure of the rock mass under thermal loading. Experiments have been untertaken in a reduced model, respecting representative boundary conditions. They show that the thermal conductivity depends on temperature in an unfavorable sense to the decrease of heat. On the other hand, the outflow of pore water, from the source to the exterior, has a low amplitude. A simple model of porous medium allows the observations and illustrates the effects of the variation of conductivity on the behaviour of rock mass. Finally, thanks to the numerical formulations specially developed, we examine the incident of the particularities of proposed models on the thermohydromechanical behaviour of geometricallysimple structures subjected to a given thermal loading.