Etude du comportement hydromécanique des argilites. Application au site de Tournemire.

Nirina RAMAMBASOA Thèse de l'Ecole Polytechnique, spécialité mécanique soutenue le 10 janvier 2001.

Pour assurer sa mission de recherche et d'expertise sur le stockage profond de déchets hautement radioactifs, l'Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire a sélectionné le site de Tournemire afin d'étudier les capacités de confinement des formations argileuses. La motivation principale de cette thèse est l'apparition de fissures assez originales, autres que celles d'origines tectonique et mécanique, après le creusement de deux galeries perpendiculairement à un ancien tunnel. Elles suivent la stratification sub-horizontale du matériau et sont régulièrement espacées. Leur ouverture est particulièrement sensible à l'hygrométrie régnant dans les galeries. Ce phénomène permet de formuler l'hypothèse que ces fissures résultent de la désaturation du massif en contact avec l'atmosphère non saturée.

Pour valider cette hypothèse, une loi de comportement hydromécanique de l'argilite de Tournemire a été établie. Pour tenir compte à la fois de l'éventuelle non?saturation du matériau et des interactions microscopiques caractéristiques des matériaux argileux, le potentiel chimique a été utilisé comme variable hydrique à la place de la pression interstitielle classiquement utilisée en poromécanique. Cette loi de comportement mécanique se distingue de la loi élastique habituelle par la dépendance des caractéristiques élastiques avec le potentiel chimique et par l'ajout des déformations de retrait. La simulation numérique de la désaturation autour des galeries de Tournemire aboutit à l'existence de fortes tractions en paroi qui conduisent nécessairement à la rupture du matériau. La propagation des fissures du front de taille est modélisée avec la prise en compte de l'interaction entre fissures pour tenter d'en prévoir la profondeur et d'expliquer leur répartition quasiment périodique sur le site.