Numerical modeling of damage and permeability interaction in rocks. Application for the radioactive waste storage in deep galleries
Modélisation numérique du couplage entre l'endommagement et la perméabilité des roches. Application à l'étude des ouvrages de stockage souterrain
Résumé
The relation between damage and permeability in rocks is a very important subject in industrial applications. It is for example the case of cracks around the radioactive waste storage galleries (EDZ) which can rise considerably the permeability and so make a serious problem for the sealing and the safety of these structures. The same phenomena can occur in the surrounding concrete wall of the nuclear power stations and also in the cracking of the oil-bearing rocks reservoirs. The experimental research on this subject, specially in laboratory G.3S-LMS in Ecole Polytechnique made it possible to determine the orders of damage effect on the permeability change. But a numerical modeling of these phenomena for setting a constitutive behavior law was to be done. This is the principal objective of this thesis.
Le couplage entre l'endommagement et la perméabilité des roches suscite un intérêt grandissant pour des applications industrielles. C'est le cas par exemple du problème de la fissuration autour des galeries (EDZ) de stockage de déchets radioactifs qui peut augmenter considérablement la perméabilité et constituer, de ce fait, un risque sérieux pour l'étanchéité et la sûreté de ces ouvrages. Le même phénomène peut se produire dans le béton des enceintes des centrales nucléaires ainsi que dans les roches réservoirs pétrolifères. Des recherches à caractère expérimental sur ce sujet, particulèrement au laboratoire G.3S-LMS de l'Ecole Polytechnique, ont permis de déterminer les ordres de grandeur de l'effet de l'endommagement sur la perméabilité. Mais une modélisation numérique de ce phénomène permettant d'établir des lois rhéologiques restait à faire, et c'était l'objectif principal de ce travail.
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