Comportement hydromécanique des géomatériaux : applications aux ouvrages souterrains - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Rapport Scientifique INERIS Year : 2010

Comportement hydromécanique des géomatériaux : applications aux ouvrages souterrains

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Abstract

Research presented here is justified by several problematics in relation to the geoenvironmental applications: post-mining with regard to the mechanical stability of the abandoned mines due to a progressive rise of ground water after the end of the dewatering process; the deep underground storage of hydrocarburs or radioactive wastes. The approach adopted in this research consists to jointly undertake an experimental study, a theoretical modeling of physical phenomena (conceptual and numerical developments) and in situ applications. On the basis of the laboratory tests and/or in situ experiments carried out on several geomaterials (iron ore, claystones and granite; rock joints of granite, schist and sandstone), several conceptual models and rheological laws were developed. These constitutive models were also implemented in numerical codes and applied to interpret specific in situ experiments and to perform retro-analyses with confrontations between measurements and predictions. The practical applications involve structures of deep underground radioactive waste repository (such as the underground laboratory of Meuse/Haute-Marne in France) and the mining works. The details of methodology and the applications carried out are widely discussed in Souley (2010). Three examples are illustrated here: (a) a new experimental device allowing to characterize the hydraulic exchanges between fracture and matrix in a double porosity environment, (b) the developments of a macroscopic viscoplastic model of argillites aimed to improve the viscoplastic strain prediction in the EDZ (Extent of Damaged Zone) around the LS/MHM drifts are proposed based on the in situ observations, (c) the modeling of REP experimentations (including the hydromechanical behaviour) at the underground laboratory of Meuse/Haute-Marne (LS/MHM).
Après une période d’exploitation intense des mines, la France et d’autres pays européens sont confrontés aux problèmes posés par la fermeture et l’abandon de ces ouvrages, notamment leur stabilité mécanique sous l’effet d’une remontée progressive des eaux souterraines après l’arrêt des pompages d’exhaure. Par ailleurs, la gestion des ressources naturelles (eau, gaz et hydrocarbures), explique le grand intérêt pour la communauté scientifique d’étudier le comportement hydromécanique des massifs rocheux fracturés, composés d’une matrice (roche poreuse et microfissures) et de fractures souvent disposées en réseaux. Enfin, l’exigence de sécurité et de fiabilité des sites de stockage, notamment de déchets radioactifs a donné lieu, depuis plus d’une vingtaine d’années, à des études approfondies sur le compor tement thermohydromécanique de la roche hôte et des barrières ouvragées. Ce sont quelques exemples de problématiques géoenvironnementales, mettant en jeu les comportements mécanique, hydromécanique et thermohydromécanique (THM) complexes et illustrant la nécessité de mieux comprendre les phénomènes s’y rattachant. L’approche adoptée dans cette recherche consiste à mener de front un travail expérimental, un travail de modélisation théorique des phénomènes (développements conceptuel et numérique) et un travail d’applications aux structures sur site. Plus précisément, à l’issue des essais en laboratoire et/ ou d’observations in situ sur de nombreux matériaux (minerai de fer, argilites de l’Est et granite ; joints rocheux de granite, de schiste et de grès), plusieurs modèles conceptuels et lois de comportement ont été développés. Ces modèles constitutifs ont été implantés dans des codes de calculs, et des applications à des cas réels ont été réalisées aussi bien pour des interprétations d’essais ou d’expériences in situ spécifiques que pour des rétro-analyses et des confrontations avec les mesures. Les applications concernent les structures de stockage de déchets radioactifs (laboratoire souterrain de Meuse/ Haute-Marne et celui de Manitoba au Canada creusés entre 400 et 500 m de profondeur, la mine de Kamashi au Japon située à 1 000 m) et les ouvrages miniers (bassins houillers de Provence, bassins ferrifère et salifère lorrains). Cette méthodologie sera illustrée par trois exemples mettant en oeuvre l’expérience, la modélisation théorique et les applications.
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Origin : Publication funded by an institution

Dates and versions

ineris-01869287 , version 1 (06-09-2018)

Identifiers

  • HAL Id : ineris-01869287 , version 1

Cite

Mountaka Souley. Comportement hydromécanique des géomatériaux : applications aux ouvrages souterrains. Rapport Scientifique INERIS, 2010, 2009-2010, pp.95-97. ⟨ineris-01869287⟩

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