Contribution de la Micromécanique à létude des phénomènes de transport et de couplage poromécanique dans les milieux poreux: Application aux phénomènes de gonflement des géomatériauxReport as inadecuate




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Résumé : Ce mémoire présente différentes contributions de la micromécanique à l-étude de la formulation des lois de transport et du couplage poromécanique dans les milieux poreux. On y aborde, en particulier, la problématique du gonflement d-origine physico-chimique susceptible de se développer dans les géomatériaux. La première partie est consacrée à la problématique de la modélisation micromécanique du transport. On s-intéresse, en premier lieu, au transport diffusif macroscopique à partir duquel on propose des estimations de la tortuosité en exploitant l-analogie avec les problèmes mécaniques usuels. On s-attache ensuite à estimer l-influence d-une microfissuration sur les propriétés du transport macroscopique. Finalement, on étudie la question du transport de la vapeur d-eau dans l-air pour lequel on montre que la prise en compte du gradient de pression du mélange gazeux dans l-expression du flux de masse macroscopique est essentielle. Après avoir exposé dans la deuxième partie la capacité de l-approche micromécanique à établir les équations d-état de la poroélasticité en intégrant le comportement des constituants à l-échelle microscopique, on s-intéresse dans les deux dernières parties de ce mémoire au couplage fluide-solide dans des situations où une interaction physico-chimique se superpose à l-interaction mécanique traitée classiquement. On s-intéresse tout d-abord à la modélisation micromécanique du gonflement osmotique de géomatériaux composés au moins en partie d-argile. Elle aboutit à la décomposition de l-élasticité macroscopique en deux contributions respectivement de nature mécanique et physico-chimique. Une validation expérimentale est proposée dans le cadre de l-étude du gonflement osmotique d-argilites en phase transitoire. Enfin, le phénomène de l-alcali-réaction et ses conséquences sur le comportement macroscopique d-un béton est abordé dans le cadre du gonflement libre. L-accent a été mis sur le rôle de la fraction volumique et de la morphologie du domaine envahi par le gel.

Mots-clés : Poroélastcité Transport Advection Diffusion Gonflement des argiles Consolidation chimique Alcali-réaction





Author: Eric Lemarchand

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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