Discussion

Dans les études sur la zone endommagée dans les argiles raides et roches tendres, la plupart des méthodes expérimentales utilisées concerne la mesure in-situ, telles que : mesure de la vitesse d’onde de compression Vp pour l’argilite de COx (Schuster et Alheid, 2007), pour l’argile de Boom (Mertens et al., 2004) et pour l’argile d’Opalinus (Martin Derek et al., 2003) ; mesure de la conductivité hydraulique pour l’argile de Boom (Yu et al., 2011), pour l’argile d’Opalinus (Martin Derek et al., 2003).

Dans cette étude, des mesures de la conductivité thermique () et du module de cisaillement à très petites déformations (G0) dans trois directions différentes sont réalisées au laboratoire afin d’identifier l’extension de l’EDZ et le comportement anisotrope de l’argile de Boom. A partir de ces mesures, l’isotropie transversale a été mise en évidence. On observe que les résultats de  et de G0 montrent une évolution identique en fonction de la distance r. On constate également que les échantillons situés les plus loin de la galerie (à la fin du forage) ne sont pas nécessairement en meilleur qualité à cause de la technique de forage employée. A part de ce point particulier, à l’extérieur de l’EDZ (r > 4 m), les propriétés de l’argile de Boom sont stables. En revanche, dans l’EDZ, il y a une dégradation progressive des propriétés thermo-mécaniques. Cette observation est confirmée par la variation de la propriété hydraulique déterminée in-situ (Yu et al., 2011) : une valeur de conductivité hydraulique plus élevée était obtenue dans la zone proche de la galerie par rapport aux autres valeurs obtenues hors de l’EDZ. La présence de l’EDZ dans la formation de l’argile de Boom { Mol est également confirmée par les mesures de Vp en fonction de la distance r (Mertens et al., 2004). Cependant, dans le cas, les forages utilisés ne sont pas perpendiculaires à la galerie de liaison, donc leurs données ne peuvent pas être comparées avec les nôtres.

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Pour étudier l’EDZ et identifier des fractures dans la zone endommagée, une méthode souvent utilisée est la cartographie de la surface d’excavation (Lanyon, 2011). Selon cette méthode, une sous-galerie traversant la galerie excavée est réalisée pour étudier l’extension de l’EDZ dans la formation de l’argile d’Opalinus (Martin et Lanyon, 2004). Quant aux méthodes numériques, il existe la méthode des éléments finis, la méthode des différences finis, la méthode des éléments discrets, etc. Pour simuler l’endommagement, une variable d’endommagement (souvent notée D) est utilisée qui pourrait être déterminée { partir des résultats d’essais triaxiaux (Hudson, 2009). Dans cette étude, les fissures observées { l’échelle microscopique ont été considérées. Premièrement, l’indice des vides global (e) des échantillons près de la galerie était vérifié afin de détecter l’effet de l’excavation. Le Tableau 2-4 montre que ces valeurs sont quasiment les mêmes, et le paramètre e n’est donc pas un indicateur d’endommagement par l’excavation. Deuxièmement, l’étude sur la microstructure de ces échantillons a été réalisée, permettant de définir une variable d’endommagement. Cette dernière est basée sur le rapport entre l’indice des vide globale et celle des macro-pores eM (diamètre ≥ 5 µm). Lorsqu’un échantillon se trouve dans l’EDZ, il y a certains macro-pores définissant l’indice des vides des macro-pores eM. Comme la valeur e pour tous les échantillons est presque la même, la variable d’endommagement ne dépend que de la valeur de eM. Les Figure 3-11, Figure 3-12, et Figure 3-13 montrent quelques écarts entre les résultats expérimentaux et ceux de modèle. Cette différence est due aux valeurs de a et b, et aux valeurs « stables » choisies en termes de conductivité thermique, module de cisaillement et conductivité hydraulique dans la zone intacte (Tableau 3-1). Pour la conductivité thermique, deux valeurs « stables » de // (1,65 W/(m.K)) et 45 (1,5 W/(m.K)) ont donné une bonne prévision qui est proche des données expérimentales. En revanche, pour , comme la tendance des données expérimentales n’est pas régulière, le choix de la valeur stable pour les échantillons loin de la galerie n’est pas évident. En comparant avec la valeur  = 1,31 W/(m.K) obtenue par Chen et al. (2011) par l’analyse inverse, une valeur stable = 1,1 W/(m.K) a été choisie dans cette étude.

En termes du module de cisaillement, les valeurs « stables » de Ghv, Gh45, Ghh dans la zone intacte sont encore plus difficiles à déterminer parce que les mesures obtenues par les éléments piézoélectriques montraient de dispersions importantes. Les valeurs stables présentées dans le Tableau 3-1 étaient choisies après avoir comparé avec des valeurs mesurées par Lima (2011) en condition sans confinement.

Les Figures Figure 3-3 et Figure 3-5 montrent que l’EDZ n’a pas un grand effet sur le degré d’anisotropie de la conductivité thermique () et celui du module de cisaillement (G). En effet, les

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fissures observées dans les échantillons endommagés { l’échelle microscopique étaient parallèles au plan du litage dont la longueur était limitée. La présence de ces fissures n’est pas suffisante pour que puisse considérablement changer.

En termes de conductivité hydraulique, les données expérimentales ont clairement montré des valeurs stables dans la zone intacte. Mais, les valeurs obtenues par le modèle d’endommagement sont plus petites que celles mesurées, notamment dans le cas de k// obtenue dans les campagnes de mesures en 2004 et 2005 (Figure 3-12). Comme on a discuté dans le paragraphe précédent, cela est dû au fait que les échantillons testés dans cette étude ont été prélevés en 2012 ; le paramètre eM est donc moins élevé que ceux prélevés en 2004 et en 2005 en raison de l’auto-colmatage de l’argile de Boom. La diminution de eM avec le temps est reliée à la diminution des dimensions des fissures identifiées sur la Figure 3-8 et la Figure 3-9. La différence entre les résultats du modèle et ceux mesurés en 2004 et 2005 montrent que les paramètres a et b changent avec le temps. En d’autres termes, un ensemble des paramètres donnés correspond à un temps donné, et que le modèle proposé est capable d’évaluer l’effet de l’EDZ seulement pour cette période étudiée.