Comportement thermo-mécanique des argiles

Les roches argileuses présentent un comportement thermo-mécanique assez inhabituel. Ainsi, sous chauffage drainé on observe, suivant les cas, soit une expansion thermique réversible un ordre de grandeur supérieure à l’expansion thermique d’une roche ordinaire, soit une contraction thermique irréversible encore plus intense. Quant au chauffage non drainé, celui-ci induit une pressurisation thermique de l’eau interstitielle jusqu’à une fois et demie plus intense que prédit par la géomécanique usuelle. Ces phénomènes sont des sources d’instabilités des sous sols avec des conséquences importantes pour la compréhension des phénomènes naturels (sismicité des failles argileuse) et les applications industrielles (stockage de déchets nucléaires, géothermie, exploitation d’hydrocarbures). Les travaux au laboratoire Navier s’intéressent aux mécanismes physiques élémentaires expliquant ces comportements inhabituels, leur prise en compte dans les modèles de géomécanique et les conséquences pour la stabilité des roches soumises sous sollicitation thermiques. L’anomalie de comportement est généralement attribuée à l’eau confinée entre les feuillets minéraux nanométriques, une échelle très difficilement accessible à l’expérience. Aussi, le point de départ de ce travail est l’utilisation d’outils de simulation moléculaire, permettant d’explorer la thermodynamique de l’eau confinée. Le lien entre confinement et comportement macroscopique est particulièrement délicat compte tenu de la complexité de la microstructure de la matrice argileuse. Les méthodes employées vont de la micro-mécanique à la simulation méso-scopique et à la poromécanique étendue.

Voir aussi dans «Couplages multiphysiques et modélisation poromécanique des matériaux du génie civil»

Comportement thermo-mécanique des argiles Cristallisation et dégradation des matériaux cimentaires Gonflement des charbons