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Impact de la fissuration sur les propriétés de rétention d’eau et de transport des géomatériaux. Application au stockage profond des déchets radioactifs.

type de publication      thèse de doctorat
date de publication 22-11-2012
auteur(s) M'Jahad Sofia
jury F. Skoczylas, D. Davy, V. Baroghel-Bouny, C. Gallé, L. Dormieux, J.B. Colliat, J. Talandier, W. Bourbon
école Ecole Centrale de Lille
  
résumé Dans le contexte du stockage géologique des déchets radioactifs, ce travail contribue à la caractérisation de l’effet de l’endommagement diffus sur les propriétés de rétention d’eau et transfert de gaz (perméabilité et percée de gaz). Les matériaux considérés sont les bétons CEM I et CEM V sélectionnés par l’Andra, l’argilite du Callovo-Oxfordien (roche hôte) et les interfaces argilite/mortier. Cette étude fournit des informations sur la microstructure des bétons à partir de leurs propriétés de rétention d’eau mais également à partir de la porosimétrie au mercure. Chaque type de béton a une microstructure bien distincte, caractérisée par une proportion non négligeable de pores capillaires pour le CEM I et une grande proportion de pores des hydrates pour le CEM V. Plusieurs protocoles d’endommagement ont été développés. L’endommagement contribue à réduire la capacité de rétention d’eau du béton CEM I et à augmenter leur perméabilité au gaz. En revanche, tous les échantillons endommagés présentent une pression de percée au gaz significativement plus faible que celles des matériaux sains, et ceci quel que soit le type de béton.
Pour l’argilite, on observe une prise d’eau progressive à HR=100%, qui traduit à la fois l’endommagement du matériau mais également le gonflement des feuillets d’argile. Par ailleurs, ses propriétés de rétention d’eau et de transport de gaz dépendent fortement de son état hydrique initial ainsi que de son endommagement (et de son anisotropie pour les propriétés de transport). L’étude des interfaces argilite/mortier met en évidence un phénomène de colmatage au niveau des interfaces, au moins mécanique et hydraulique (et surement chimique) suite à l’injection d’eau. Ceci a pour conséquence de réduire la pression de percée des échantillons d’interface.
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