Evaluation de l'endommagement dans le recouvrement d'une cavité saline par une approche numérique couplée continue-discrète

Diego Mercerat (1, 2)

1 INERIS - Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques
2 LAEGO - Laboratoire Environnement Géomécanique et Ouvrages

With the objective to better understand the evolution of overburden damage on top of an underground solution mining, an in-situ experiment is undertaken over a salt cavity in the Lorraine region. The overburden overlying the salt cavity is characterized by a competent layer where most fragile damage, with the associated microseismicity, is expected. This work presents a coupled continuum-discrete modelling approach to simulate the mechanics of fracture initiation and propagation in the rock mass, a continuum approach FLAC for the marls and salt layers, and a discrete approach PFC for the competent layer. Numerous calibration experiments of the discrete model microproperties are firstly performed to reproduce the mechanical response of the competent layer samples. The numerical validation of the coupled approach is carried out by comparing the results with those from the fully continuum approach at the site scale. First modelling results suggest that the mechanisms of fracture in the competent layers is predominantly tensil. Moreover, microcrack simulation opens interesting perspectives for comparison with the observed microseismicity of the study area.

Dans l'objectif de mieux comprendre la progression de l'endommagement dans le recouvrement d'une cavité saline créée par dissolution, une expérimentation in-situ a été entreprise sur une cavité de la région Lorraine. Le recouvrement est caractérisé par la présence d'un banc raide où la plupart de l'endommagement fragile (et de la microsismicité associée) est attendu lors de la reprise de l'exploitation. Ce travail présente une simulation numérique basée sur une approche couplant un modèle continu FLAC (pour les couches marneuses et le sel), et discret PFC (pour le banc raide), dont l'objectif est d'évaluer les mécanismes de développement des fractures dans les terrains du recouvrement. Une calibration exhaustive des microparamètres du modèle discret a été réalisée pour reproduire les propriétés macroscopiques d'échantillons provenant du site. La validation numérique du modèle est faite sur la base d'une comparaison à l'échelle du site entre les résultats d'une simulation purement continue (FLAC) avec ceux de la simulation couplée (FLAC-PFC). Les résultats montrent que le mécanisme de fracturation est fondamentalement en traction. Par ailleurs, l'analyse des microfissures calculées et de leur extension en fonction des sollicitations s'appliquant sur la cavité, ouvre des perspectives très intéressantes pour la confrontation avec des mesures qui seraient enregistrées lors de l'effondrement provoqué.

Mots clés: MODELISATION NUMERIQUE; ENDOMMAGEMENT DES ROCHES; CAVITES SOUTERRAINE; FLAC; PFC.<br />---<br />NUMERICAL MODELLING; ROCK DAMAGE; UNDERGROUND CAVITIES; PFC

Domaines: Sciences de la Terre; Sciences de l'environnement

Diego Mercerat. Evaluation de l'endommagement dans le recouvrement d'une cavité saline par une approche numérique couplée continue-discrète. 25. Rencontres universitaires de génie civil, May 2007, Bordeaux, France. pp.8. ⟨ineris-00973276⟩