Modélisation numérique des interactions hydro-mécaniques entre fissures de dessiccation dans une roche argileuse
Richard Giot  1@  , Stephen Hedan  2@  , Kassem Nejmeh, Philippe Cosenza  3, *@  
1 : Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers  (IC2PM)  -  Site web
Université de Poitiers
Université de Poitiers – SFA Bâtiments B27, B28 et B35 4, rue Michel Brunet – TSA 51106 86073 Poitiers cedex 9 -  France
2 : INSTITUT DE CHIMIE DES MILIEUX ET MATERIAUX DE POITIERS - éq HydrASA  (IC2MP)  -  Site web
Université de Poitiers, CNRS : UMR7285
4 RUE MICHEL BRUNET BAT B27 - CHIMIE 86022 POITIERS CEDEX -  France
3 : Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers  (IC2MP)  -  Site web
Université de Poitiers, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7285
4 RUE MICHEL BRUNET BAT B27 - CHIMIE 86022 POITIERS CEDEX -  France
* : Auteur correspondant

Le suivi pluriannuel d'un front de galerie de la station expérimentale de Tournemire par métrologie optique a montré l'existence de fissures de dessiccation sensibles aux variations d'humidité relative dans la galerie. Ces fissures sont fermées en été pour des valeurs d'humidité relative (HR) comprises entre 90% et 98% et ouvertes lorsque l'humidité relative est plus faible. Les fissures subhorizontales, c'est-à-dire parallèles à la stratification rocheuse, et subverticales, c'est-à-dire perpendiculaires à la stratification, présentent des valeurs d'ouverture allant de 0,2 à 0,5 mm et des cinématiques d'ouverture différentes. Ces différences de valeurs pourraient être dues à une longueur de fissure différente au sein du massif rocheux. Nous étudions conjointement l'extension et l'ouverture des fissures de dessiccation à l'avant de la galerie au sein du massif argileux. Nous reproduisons l'ouverture de fissures prédéfinies, pour un chargement thermique et hydrique donné, en recourant à une modélisation 3D par éléments finis hydromécanique couplée. Considérant des conditions partiellement saturées, nous sommes en mesure d'imposer à la paroi de la galerie une condition hydrique correspondant à l'humidité relative mesurée in situ. Dans le présent travail, nous nous concentrons sur trois fissures subhorizontales, dont les ouvertures ont été mesurées en continu in situ : une fissure mineure centrale, qui se ferme parfois complètement, entourée de deux fissures majeures toujours ouvertes. La modélisation numérique a permis de rendre compte des interactions des fissures. Pour une simulation donnée, les pénétrations des fissures dans le massif rocheux sont fixes. L'approche consiste à réaliser plusieurs modélisations numériques avec différentes pénétrations initialement fixées. En ajustant des ouvertures de fissures expérimentales et calculées à l'avant de la galerie, il est ainsi possible de proposer une étendue de fissures au sein du massif rocheux. Grâce à une analyse de sensibilité, nous avons également identifié les paramètres rhéologiques de la roche influençant significativement la réponse hydromécanique des fissures. Dans cette analyse, une attention particulière a été notamment portée aux formulations et paramètres de l'isotherme de sorption de la roche argileuse.


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