| taille du texte : S-M-L |
| impression | intranet

Etude par dynamique moléculaire des propriétés mécaniques et thermodynamiques de l’argile de type kaolinite

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 12-02-2010
auteur(s) Benazzouz Ibrahim Khalil
jury Zaoui A.; Ahuja R.; Oganov A.R.; Cleri F.; Imbert C.; Robinet J.C.; Shahrour I.; Tunega D.
école Université de Lille 1
  
résumé La kaolinite est l'un des minéraux argileux les plus abondants sur la croûte terrestre. Elle couvre de larges domaines d’applications en ingénierie. Cependant les études abordées sur cette argile restent assez modestes tant sur le plan expérimental que théorique. Cette thèse a pour but de mettre en lumière l’ensemble des propriétés fondamentales de la kaolinite, notamment structurales, mécaniques et thermodynamiques qui restent non encore étudiées à ce jour. Pour concrétiser cet objectif, nous avons employé la méthode de dynamique moléculaire basée sur un potentiel classique. Un bon accord a été trouvé entre la diffraction par rayon X obtenue et celle trouvée expérimentalement. Nous avons ensuite déterminé l’ensemble des propriétés mécaniques de cette argile.
Dans le but de prédire le comportement de la kaolinite sous des contraintes géologiques importantes, nous avons considéré l’effet d’une pression hydrostatique sur cette argile. La variation des différentes quantités mécaniques sous pression a révélé l’existence d’une transition de phase structurale pour une pression d’environ 20 GPa. Ce résultat ouvre la voie pour concevoir, à partir de la kaolinite, d’autres types d’argiles avec de nouvelles propriétés. Le nouveau système d’argile, initialement issu de la kaolinite, pourra donc être utilisé dans diverses applications.
Le second objectif de cette thèse concerne l’étude des propriétés thermodynamiques de la kaolinite à la pression atmosphérique, par un calcul de dynamique moléculaire basé sur un champ de force récemment développé. Parmi nos résultats les plus marquants, le calcul du point de surchauffage trouvé à 1572 K. La transformation du solide à l’état liquide a également été observée à partir des profils de densité ainsi qu’à partir des fonctions de distribution radiale.
Enfin nous avons combiné les deux effets pression et température pour l’étude de la kaolinite. Une relation a été proposée pour décrire la phase solide-liquide et déterminer la température de surchauffage de la kaolinite entre 0.1 MPa et 20GPa. Par ailleurs le double effet pression-température a permis d’établir un diagramme de phase pour la kaolinite qui aura pour rôle de donner une idée précise sur le comportement de cette argile dans des intervalles spécifiques de température et de pression.
Exporter la citation au format CSV (pour Excel) ou BiBTeX (pour LaTeX).