La mesure de perméabilité comme outil ...
Type de document :
Habilitation à diriger des recherches
URL permanente :
Titre :
La mesure de perméabilité comme outil d’aide à la compréhension du comportement des matériaux et des structures du génie civil
Titre en anglais :
Permeability measurement as a tool to help understand the behaviour of civil engineering materials and structures
Auteur(s) :
Directeur(s) de thèse :
Skoczylas, Frederic
Date de soutenance :
2018-05-17
Président du jury :
Burlion, Nicolas
Organisme de délivrance :
Université de Lille
École doctorale :
Sciences pour l'Ingénieur
Mot(s)-clé(s) :
Géomatériaux -- Perméabilité -- Mesure
Ouvrages en béton -- Teneur en eau -- Durabilité
Étanchéité au gaz
Réservoirs gréseux
Stockage des déchets radioactifs
Microstructure
Méthodes d'homogénéisation numérique
Ouvrages en béton -- Teneur en eau -- Durabilité
Étanchéité au gaz
Réservoirs gréseux
Stockage des déchets radioactifs
Microstructure
Méthodes d'homogénéisation numérique
Mot(s)-clé(s) en anglais :
Geomaterials -- Permeability -- Measurement
Concrete structures -- Water content -- Durability
Gas sealing
Sandstone reservoirs
Radioactive waste storage
Microstructure
Homogenization numerical methods
Concrete structures -- Water content -- Durability
Gas sealing
Sandstone reservoirs
Radioactive waste storage
Microstructure
Homogenization numerical methods
Résumé :
La mesure de la perméabilité des géomatériaux revêt une importance particulière lorsqu’il s’agit d’évaluer les propriétés d’étanchéité de certains ouvrages (bâtiment réacteur de centrales nucléaires, site de stockage de ...
Lire la suite >La mesure de la perméabilité des géomatériaux revêt une importance particulière lorsqu’il s’agit d’évaluer les propriétés d’étanchéité de certains ouvrages (bâtiment réacteur de centrales nucléaires, site de stockage de déchets radioactif…), ou le potentiel de production d’un gisement de gaz conventionnel ou non. La perméabilité est également considérée comme un indicateur de durabilité pour les matériaux cimentaires. Les travaux qui sont présentés dans ce mémoire d’HDR visent à élargir le champ d’utilisation de cet outil. Il apparaît en effet que la perméabilité est extrêmement sensible aux changements de la morphologie et de la connectivité du réseau percolant. Dès lors, la perméabilité peut être vue comme un indicateur de modification de la microstructure du matériau considéré. Une étude portant sur le couplage hydro-mécanique dans les réservoirs de grès non-conventionnels a ainsi permis de mettre en évidence les mécanismes de fermeture des interfaces entre les grains pilotant le comportement poromécanique et les propriétés de transfert. L’utilisation de méthodes numériques par homogénéisation micromécanique a permis, dans une démarche explicative, de valider les comportements macroscopiques observés. Par ailleurs, la mesure de perméabilité effective a été utilisée pour mettre au point un capteur innovant, baptisé « pulse », permettant la mesure in situ de la saturation en eau dans les ouvrages massifs en béton. Ces capteurs ont ainsi été implantés dans des ouvrages tels que l’EPR de Flamanville ou le laboratoire souterrain de l’ANDRA, permettant de tester la faisabilité à l’échelle industrielle. Plus généralement il s’agit de développer l’usage de la perméabilité tant du point de vue recherche que normatif, via le développement de méthodes de mesures originales et une métrologie adaptée aux matériaux à très faible perméabilité et aux nouveaux matériaux.Lire moins >
Lire la suite >La mesure de la perméabilité des géomatériaux revêt une importance particulière lorsqu’il s’agit d’évaluer les propriétés d’étanchéité de certains ouvrages (bâtiment réacteur de centrales nucléaires, site de stockage de déchets radioactif…), ou le potentiel de production d’un gisement de gaz conventionnel ou non. La perméabilité est également considérée comme un indicateur de durabilité pour les matériaux cimentaires. Les travaux qui sont présentés dans ce mémoire d’HDR visent à élargir le champ d’utilisation de cet outil. Il apparaît en effet que la perméabilité est extrêmement sensible aux changements de la morphologie et de la connectivité du réseau percolant. Dès lors, la perméabilité peut être vue comme un indicateur de modification de la microstructure du matériau considéré. Une étude portant sur le couplage hydro-mécanique dans les réservoirs de grès non-conventionnels a ainsi permis de mettre en évidence les mécanismes de fermeture des interfaces entre les grains pilotant le comportement poromécanique et les propriétés de transfert. L’utilisation de méthodes numériques par homogénéisation micromécanique a permis, dans une démarche explicative, de valider les comportements macroscopiques observés. Par ailleurs, la mesure de perméabilité effective a été utilisée pour mettre au point un capteur innovant, baptisé « pulse », permettant la mesure in situ de la saturation en eau dans les ouvrages massifs en béton. Ces capteurs ont ainsi été implantés dans des ouvrages tels que l’EPR de Flamanville ou le laboratoire souterrain de l’ANDRA, permettant de tester la faisabilité à l’échelle industrielle. Plus généralement il s’agit de développer l’usage de la perméabilité tant du point de vue recherche que normatif, via le développement de méthodes de mesures originales et une métrologie adaptée aux matériaux à très faible perméabilité et aux nouveaux matériaux.Lire moins >
Résumé en anglais : [en]
The measurement of geomaterials permeability is of particular importance when it comes to evaluating the sealing properties of strategic structures (reactor building of nuclear power plants, radioactive waste storage site, ...
Lire la suite >The measurement of geomaterials permeability is of particular importance when it comes to evaluating the sealing properties of strategic structures (reactor building of nuclear power plants, radioactive waste storage site, etc.), or for the production potential of a conventional (or not) gas field. Permeability is also considered as an indicator of durability for cementitious materials. The work presented in this HDR thesis aims to broaden the scope of this tool. It appears that the permeability is extremely sensitive to changes in the morphology and connectivity of the percolating network. Therefore, the permeability can be seen as an indicator of microstructural modification of the investigated material. A study on the hydro-mechanical coupling on unconventional sandstone reservoirs has thus allowed to highlight the closing mechanisms of the interfaces between the grains, controlling the poromechanical behaviour and the transfer properties. The use of numerical methods (micromechanical homogenization) have been used in order to provide support to these experiments and to explain (at least qualitatively) the observed macroscopic behaviours. In addition, the effective permeability measurement was used to develop an innovative sensor, called "pulse", allowing in situ measurement of water saturation in large concrete structures. These sensors have thus been implanted in structures such as the EPR in Flamanville or the ANDRA underground laboratory, making it possible to test the feasibility on an industrial scale. More generally, the aim is to develop the use of permeability both from a research and a normative point of view, through the development of original measurement methods and metrology adapted to very low permeability materials and new materials.Lire moins >
Lire la suite >The measurement of geomaterials permeability is of particular importance when it comes to evaluating the sealing properties of strategic structures (reactor building of nuclear power plants, radioactive waste storage site, etc.), or for the production potential of a conventional (or not) gas field. Permeability is also considered as an indicator of durability for cementitious materials. The work presented in this HDR thesis aims to broaden the scope of this tool. It appears that the permeability is extremely sensitive to changes in the morphology and connectivity of the percolating network. Therefore, the permeability can be seen as an indicator of microstructural modification of the investigated material. A study on the hydro-mechanical coupling on unconventional sandstone reservoirs has thus allowed to highlight the closing mechanisms of the interfaces between the grains, controlling the poromechanical behaviour and the transfer properties. The use of numerical methods (micromechanical homogenization) have been used in order to provide support to these experiments and to explain (at least qualitatively) the observed macroscopic behaviours. In addition, the effective permeability measurement was used to develop an innovative sensor, called "pulse", allowing in situ measurement of water saturation in large concrete structures. These sensors have thus been implanted in structures such as the EPR in Flamanville or the ANDRA underground laboratory, making it possible to test the feasibility on an industrial scale. More generally, the aim is to develop the use of permeability both from a research and a normative point of view, through the development of original measurement methods and metrology adapted to very low permeability materials and new materials.Lire moins >
Langue :
Français
Collections :
Date de dépôt :
2020-04-14T13:50:18Z
2020-09-16T16:15:44Z
2020-09-16T16:15:44Z
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