Modélisation des écoulements diphasiques à l'échelle de pores dans des milieux déformables à l'aide de méthodes particulaires (SPH)

​Rafael Deptulski a soutenu sa thèse le 26 février 2021 à Sorbonne université.

​L'évaluation de la sûreté d'une installation de stockage de déchets radioactifs installée dans des roches argileuses à très faible perméabilité est l'un des enjeux majeurs de cette thèse. A l’aide de la méthode Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), nous avons étudié la réponse mécanique de l'argilite du Callovo-Oxfordien (COx) dans un phénomène hydromécanique couplé lié à la migration des gaz, notamment la caractérisation du phénomène de chemin préférentiel à l'échelle des pores. Nous avons proposé une étude approfondie de la réponse des matériaux solides via le solveur SPH et sa fonction de lissage. Nous avons démontré avec précision la prise en compte des effets non-locaux dans l’élasticité et dans l’endommagement. Ces effets sont introduits de façon purement numérique et sont indépendants de la discrétisation. Dans ce contexte, le modèle proposé a conservé une équation locale du modèle d'endommagement à partir d’une formulation thermodynamique, tandis que la régularisation non locale a été effectuée numériquement. Nous observons que la largeur des zones endommagées est liée à la longueur de support de la fonction de lissage, ce qui confirme que ce paramètre numérique joue un rôle physique et peut être ajusté aux propriétés matérielles. Les simulations de drainage dans l’espace poreux d’un échantillon de COx conduisent à la dilatation des pores lors de la percolation du gaz. Nous avons démontré que la pression de confinement peut affecter le phénomène de fracturation de la matrice argileuse avec la création d'un nouvel espace poreux ainsi qu'il est possible de connecter des pores initialement isolés et de générer de nouveaux domaines d’écoulement percolant.