COMPORTEMENT DES SOLS FINS UTILISES EN COUVERTURE ETANCHE DES INSTALLATIONS DE STOCKAGE DE DECHETS : APPROCHE EXPERIMENTALE ET NUMERIQUE
Résumé
The behaviour of the Aptienese clay close to water saturation, which is used for landfill cap cover, is studied in the framework of this thesis. Standard experiments (uniaxial compression and triaxial compression tests) and non usual tests (direct tensile tests and splitting tests) were carried out to determine the major parameters. An improvement of the mechanical behaviour of clay by the addition of different kind of fibres is considered. The results were interpreted in order to optimize the set up of materials and especially the clay layer. However, experiments in laboratory are not sufficient and in certain case particularly difficult to lead and interpreted. A numerical modelling was thus considered. The method of the discrete elements was used. It makes it possible to reproduce the mechanical behaviour of granular and cohesive materials in the range of a laboratory scale to a large scale (in-situ tests). A special attention was paid to the modelling of the clay which can be subjected simultaneously to tensile tests and compressive tests. The microstructure of argillaceous material was not reproduced but modelled by an assembly of particles in interaction. Several laws of contact were used. The influence of the microscopic parameters on the macroscopic behaviour of the numerical samples was studied. An application of these results to the simulation of a large rising test was carried out. This work is a first answer to the real mechanical behaviour of a clay barrier used in landfill cap cover application.
L'étude du comportement de l'argile de l'Aptien, utilisée en couverture d'étanchéité des ISD, proche de la saturation et soumise à la flexion et au cisaillement est principalement traitée dans le cadre de ce travail. Des expériences conventionnelles (compression simple, essais triaxiaux) et non conventionnelles (traction directe, essais brésiliens) en laboratoire ont été réalisées pour déterminer les paramètres importants. Une amélioration du comportement mécanique de l'argile par l'addition de fibres de différentes natures a été envisagée. Les résultats ont été interprétés afin d'optimiser la mise en oeuvre des matériaux. Cependant, les expériences en laboratoire ne sont pas suffisantes et dans certain cas particulièrement difficile à conduire ce qui explique que parfois elles peuvent être sujettes à caution. Une modélisation numérique a donc été envisagée. La méthode des éléments discrets a été utilisée. Elle permet de reproduire le comportement mécanique des matériaux granulaires et cohésifs de l'échelle du laboratoire à l'échelle de l'ouvrage ou d'une partie de l'ouvrage. Une attention particulière a été portée à la modélisation de l'argile qui peut être soumise simultanément à de la traction et de la compression. La microstructure du matériau argileux n'a pas été reproduite mais modélisée par un assemble des particules en interaction. Plusieurs lois de contact ont été utilisées. L'influence des paramètres microscopiques du modèle sur le comportement macroscopique des échantillons numériques a été étudiée. Une extension de ces résultats à la modélisation d'un essai de soulèvement en vraie grandeur in situ a été réalisée. Il s'agit là d'une première réponse au comportement réel de la couverture argileuse du site.
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