Modélisation thermo-hydraulique de la congélation artificielle des terrains

Résumé : La congélation artificielle des terrains est une technique d'imperméabilisation et de renforcement des terrains régulièrement employée dans le génie civil et l'industrie minière. Dans un objectif de prédiction fiable de l'évolution de la congélation dans le milieu poreux, cette recherche propose deux nouveaux modèles numériques permettant la simulation du problème global de la congélation artificielle des terrains. Un premier modèle a pour objectif la représentation des mécanismes couplés thermo-hydrauliques associés à la congélation du matériau tandis qu'un deuxième modèle se concentre sur l'estimation des échanges de chaleur entre un puits de congélation et le terrain environnant. Le modèle thermo-hydraulique, en plus d'être cohérent sur le plan thermodynamique, a été vérifié à la fois par rapport à des solutions analytiques et par rapport à des résultats expérimentaux obtenus à grande échelle en conditions d'écoulements importants. Le modèle puits-terrain adopte une approche innovante par rapport à la bibliographie. Il permet de déterminer les conditions aux limites des modèles de congélation des terrains, difficiles à connaître en pratique, et d'optimiser les conditions opératoires du système grâce à des temps de simulation limités. De par les hypothèses considérées, leur fiabilité et leur praticité d'utilisation, ces deux modèles sont particulièrement adaptés à des sites industriels comme celui de la mine d'uranium de Cigar Lake (Canada) qui présente deux contraintes majeures : la présence potentielle d'écoulements importants et la forte hétérogénéité des terrains à congeler. Dans de tels contextes, des applications d'utilisation conjointe des deux modèles ou non sont présentées par rapport à des cas simples et au cas industriel de Cigar Lake. Ils peuvent ainsi être employés pour prédire l'évolution de la congélation dans le terrain en tenant compte des interactions thermo-hydrauliques, pour optimiser le système de congélation, ou encore pour évaluer l'impact sur la progression des zones congelées de conditions géologiques, hydrogéologiques et opératoires particulières.
Type de document :
Thèse
Sciences de la Terre. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2015. Français. 〈NNT : 2015ENMP0060〉
Liste complète des métadonnées

Littérature citée [146 références]  Voir  Masquer  Télécharger

https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01306961
Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : lundi 25 avril 2016 - 23:51:07
Dernière modification le : vendredi 27 octobre 2017 - 17:14:03
Document(s) archivé(s) le : mardi 26 juillet 2016 - 14:02:38

Fichier

2015ENMP0060_archivage.pdf
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01306961, version 1

Citation

Manon Vitel. Modélisation thermo-hydraulique de la congélation artificielle des terrains. Sciences de la Terre. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2015. Français. 〈NNT : 2015ENMP0060〉. 〈tel-01306961〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

3724

Téléchargements de fichiers

575