Hydromechanical behaviour of contacts between geomaterials.: experiment and modelling. Application to nuclear waste disposal.
Hydromécanique du contact entre géomatériaux: expérimentation et modélisation. Application au stockage de déchets nucléaires
Résumé
Confronted with nuclear waste issue, the nations concerned have considered many strategies one of which is the deep repository. The materials expected in situ are quite well know but there is a lack of data concerning the contacts between pre-compacted bentonite blocks within the engineered barrier or between the engineered and the natural barriers. However, such interfaces are critical regarding to the underground water flow and pollutant transport. The thesis deals with experimental and numerical investigations on the hydromechanical behaviour of Argilite/Bentonite and Argilite/Mortar interfaces. Compression and shear hydromechanical tests have been performed using the direct shear box for rock joints, BCR3D, developped at the Laboratory 3S to highlight the important parameters with regards to the evolution of the intrinsic transmissivity. Moreover, the shear tests show the influence of the rock wall roughness and of the initial value of normal stress on the mechanical response of the interface. Some experimental aspects, one of which is the bentonite erosion, have been studied from a numerical point of view to improve our understanding of the hydromechanical behaviour.
Face au problème du devenir des déchets nucléaires, les nations concernées ont envisagé plusieurs stratégies, et ont notamment entrepris l'étude de faisabilité de sites de stockage en grande profondeur ainsi qu'une étude générale sur l'ensemble du problème, tant du point de vue des barrières (géologiques ou ouvragées) que du point de vue des colis radioactifs. Ainsi, les matériaux constitutifs des barrières sont connus dans leurs grandes lignes mais les contacts entre géomatériaux sont susceptibles d'être des zones critiques en terme d'écoulement de fluides. Ce travail de thèse, réalisé au laboratoire 3S, porte sur la caractérisation du comportement hydromécanique de diverses interfaces entre géomatériaux. Les contacts Argilite Mortier et Argilite Bentonite ont été étudiés en compression et/ou en cisaillement hydromécanique, grâce au dispositif de cisaillement BCR3D, afin de dégager les caractéristiques de leur comportement et d'identifier les paramètres ayant une influence sur leur transmissivité. De plus, les essais de cisaillement mettent en évidence le rôle majeur de la rugosité de l'éponte rocheuse et du niveau initial de contrainte normale sur la réponse hydromécanique des interfaces testées. Finalement, certains aspects ont été abordés par des simulations numériques afin d'améliorer notre compréhension des réponses hydromécaniques des interfaces testées.