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See detailCaractérisation des effets de température dans la zone endommagée autour de tunnels de stockage de déchets nucléaires dans des roches argileuses
Dizier, Arnaud ULg

Doctoral thesis (2011)

La solution du stockage des déchets nucléaires de haute activité et de longue durée de vie dans les couches argileuses profondes comporte de nombreuses incertitudes. Pour combler celles-ci de nombreux ... [more ▼]

La solution du stockage des déchets nucléaires de haute activité et de longue durée de vie dans les couches argileuses profondes comporte de nombreuses incertitudes. Pour combler celles-ci de nombreux projets européens sont réalisés de façon à les minimiser. Le projet TIMODAZ (Thermal Impact On the Damaged Zone Around a Radioactive Waste Disposal in Clay Host Rocks) étudie l'influence de la température sur la zone endommagée. Cette zone correspond à une zone soumise à la redistribution des contraintes lors de l'excavation constituant un lieu de développement de micro et macro fractures. Cet endommagement mécanique est complété par un endommagement thermique lors de la pose des canisters qui vont émettre de la chaleur durant des milliers d'années et donc provoquer une augmentation de la température du massif argileux. Cette élévation de température de l'argile peut faire apparaitre des déformations plastiques thermiques de contraction. Cette nouvelle plasticité peut contribuer au développement de la zone endommagée. L'objectif de ce travail est donc de caractériser la zone endommagée autour des tunnels souterrains, construits dans l'Argile de Boom, soumis à des élévations de température induites par les déchets nucléaires. Durant ce travail, une loi de comportement thermo-mécanique est implémentée. Celle-ci se base sur un "modèle à chapeau" étendu à la thermo-plasticité. Ce modèle comprend la combinaison d'un modèle à frottement interne, d'un critère Cam-Clay et d'un critère de rupture à la traction. Ce modèle est étendu à la température et en particulier à la thermo-plasticité en considérant les travaux de Sultan. Les paramètres thermo-hydro-mécaniques de l'Argile de Boom sont identifiés et servent à la modélisation d'expériences de laboratoire et in situ. Ces expériences consistent en outres en un cylindre creux, en l'expérience de chauffage ATLASIII et en l'expérience à grande échelle PRACLAY. Ces trois expériences ont pour objectif d'étudier l'Argile de Boom d'une petite échelle à une plus grande représentative du massif argileux. L'étude du comportement dans la zone élastique et plastique est également prise en compte via ces différentes expériences. Les résultats, avec différentes lois de comportement, montrent que l'influence de la thermo-plasticité est faible mais non négligeable vis-à-vis des déformations déviatoriques engendrées par l'excavation. [less ▲]

Detailed reference viewed: 96 (10 ULg)
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See detailApplication of a new thermo-mechanical model for study of the nuclear waste disposal in clay rocks
Dizier, Arnaud ULg; François, Bertrand; Collin, Frédéric ULg et al

Conference (2010, October 05)

Detailed reference viewed: 23 (9 ULg)
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See detailTHERMO-HYDRO-MECHANICAL MODELLING OF HOLLOW CYLINDER LABORATORY EXPERIMENTS ON BOOM CLAY
Dizier, Arnaud ULg; Collin, Frédéric ULg; Garitte, Benoit et al

in EC-TIMODAZ-THERESA THMC conference, 29 Sep. – 01 Oct. 2009 (2009, September 29)

The aim of the TIMODAZ project is to investigate the effect of thermal changes on the excavation damaged zone (EDZ) around nuclear deep disposals in clay-based geological formations. In the framework of ... [more ▼]

The aim of the TIMODAZ project is to investigate the effect of thermal changes on the excavation damaged zone (EDZ) around nuclear deep disposals in clay-based geological formations. In the framework of WP5.2 of this project, it is intended to develop constitutive models and numerical tools reproducing the thermo-hydro-mechanical (THM) evolution of the host rocks at real time and repository scale. Predictive THM modelling of on-going laboratory experiments has been realised by several partners of the project to compare different finite element codes and to provide a first insight into the THM responses of the tested materials. The experiment consists of a hollow cylinder of clayey material, which is subjected to THM loadings. The modelling of this experiment is realised with different constitutive laws (thermo-elasticity, elastic-perfectly plastic laws, hardening plasticity and/or thermo-plasticity). Results show that the choice of the THM model is a key issue for the prediction of the process implied in this modelling. For the current objective of this work, the assumption of isotropy was found to be fair enough. However, preliminary experimental results got in WP3 of the present project point out a certain mechanical anisotropy of the tested clay. Consequently, further development of constitutive laws considering mechanical anisotropy will probably be necessary in the future. [less ▲]

Detailed reference viewed: 92 (27 ULg)
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See detailMulti-physical processes in geomechanics – an introduction to constitutive modelling and coupling aspects
Charlier, Robert ULg; Dizier, Arnaud ULg; Laloui, Lyesse et al

in European Journal of Environmental and Civil Engineering [=EJECE] (2009), 7-8

This paper is the basis for a course dedicated to the geomechanics modelling, taking into account multiphysics couplings. A number of different coupling are discussed, with respectively the fluid flow ... [more ▼]

This paper is the basis for a course dedicated to the geomechanics modelling, taking into account multiphysics couplings. A number of different coupling are discussed, with respectively the fluid flow (saturated and unsaturated) and the thermal transfers in deformable porous media. Eventually some aspects on the numerical modelling with the finite element method are discussed. [less ▲]

Detailed reference viewed: 90 (20 ULg)
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Peer Reviewed
See detailModelling the Excavated damage zone around an underground gallery- Coupling mechanical, thermal and hydraulical aspects
Charlier, Robert ULg; Chambon, René; Li, Xiang Ling et al

in Management and Disposal of Radioactive Waste Euradwast’08 (2008)

A zone with significant irreversible deformations and significant changes in flow and transport properties is expected to be formed in clay around underground excavations. The stress perturbation around ... [more ▼]

A zone with significant irreversible deformations and significant changes in flow and transport properties is expected to be formed in clay around underground excavations. The stress perturbation around the excavation could lead to a significant increase of the permeability, related to diffuse and/or localized crack propagation in the material. Further the drainage and the heating of disposal will modified the size and the structure of the damage zone. The main objective of the study is to model these processes at small and large scale in order to assess their impacts on the performance of radioactive waste geological repositories. This paper concerns more particularly the thermo-hydro-mechanical modelling of a hollow cylinder experiment performed in Boom Clay and the hydro-mechanical modelling of a long term dilatometer experiment performed in Opalinus Clay at Mont Terri Rock Laboratory in Switzerland. This study shows that simple models already permit to reproduce the behaviours observed experimentally. [less ▲]

Detailed reference viewed: 105 (26 ULg)