1.1 Relations entre le coefficient de perte de charge Λ, le nombre de Reynolds Re et la rugosité relative Dk
h pour différents régimes d’écoulement, établies par dif-férents auteurs. Le calcul de la vitesse moyenne v découle de ces formulations. On a noté H.R. un écoulement hydrauliquement rugueux et H.L. un écoulement hydrauliquement lisse. D’après Louis [118](version traduite). . . 17 3.1 Caractéristiques mécaniques des différents axes de chargement de la BCR3D . . . 68 3.2 Etat des vannes R2 et R3 (0 : vanne fermée, 1 : vanne ouverte) et valeur du débit Q1
constant en sortie de pompe pour les différentes étapes d’un essai hydromécanique. L’emplacement des vannes R2 et R3 dans le circuit est visible figure 3.7. . . 74 3.3 Variations des débits Q2 (dans l’interface) et Q3 (vers l’évacuation), à débit Q1
constant, en fonction des actions sur les vannes et sur l’interface. Les variations typiques présentées pour l’interface ne prennent pas en compte le phénomène d’érosion. . . 74 3.4 Coefficients a et b des équations des droites permettant de décrire le comportement
mécanique de la membrane en compression simple cyclique. Coefficients donnés pour dz en mm et Fz en kN. . . 76 3.5 Valeurs enveloppes de l’écart entre l’effort mesuré et l’effort calculé. Ces valeurs
sont déterminées d’après la figure 3.14. . . 77 3.6 Ensemble des quantités mesurées et de capteurs disponibles sur le dispositif BCR3D
au complet. . . 85 4.1 Caractéristiques des zones particulières définies figure 4.1 permettant de mettre
en évidence les paramètres importants des épontes. . . 91 4.2 Ensemble des essais de la campagne d’étude du comportement hydromécanique de
l’interface argilite mortier et paramètres associés. Signification des abréviations : la stratification peut être parallèle (PA) ou perpendiculaire (PE) au plan de l’in-terface. L’interface peut être vue comme un fond de moule (F) ou un coté du moule (C). Elle peut, part ailleurs, être ouverte (O), non ouverte (NO) ou ouverte et refermée avec un rejet latéral (R). . . 92 4.3 Programme d’essais Proctor sur les différents mélanges pour la détermination de
la teneur en eau optimale (exp : détermination par l’expérience, inter : par une interpolation entre mélanges voisins). . . 93 4.4 Programme de mesure de vitesse de propagation d’ondes P et S sur les mélanges
4.5 Programme de chargement oedométrique sur les mélanges BS50 et BS90. Essais réalisés à l’aide d’un moule oedométrique conforme à la norme NF P 94-090 [148]. 94 4.6 Caractéristiques de l’essai de cisaillement sur la bentonite compactée. . . 95 4.7 Ensemble des paramètres et des essais mis en oeuvre pour l’étude en compression
pure hydromécanique de l’interface argilite bentonite. . . 96 4.8 Ensemble des essais et des paramètres de l’étude en cisaillement de l’interface
argilite bentonite. . . 97 4.9 Ensemble des essais réalisés au cours de ce travail de thèse . . . 99 4.10 Paramètres mécaniques de l’argilite de Tournemire d’après Boisson et al [22].
L’in-dice 1 (resp. 2) représente les caractéristiques du matériau parallèlement au plan d’isotropie (resp. perpendiculairement). ν12 représente le coefficient de poisson pour une déformation suivant la direction 2 quand la contrainte est appliquée suivant la direction 1. σc : résistance à la compression. . . 100 4.11 Minéraux en présence dans la bentonite FZ0. . . 101 4.12 Analyse chimique de la bentonite FZ0. . . 101 4.13 Degré de saturation S et poids volumique sec γd des carottes BR et BS après mise
en forme et avant les essais. Valeurs en écriture droite : mesures sur échantillons ci-tés. Valeurs en écriture italique : mesures sur même mélange mais pas directement échantillon cité. . . 106 5.1 Différents types d’essais réalisés, objectifs à atteindre et réussite de la campagne
d’essais. . . 120 5.2 Valeurs de masse volumique et viscosité dynamique de l’eau pour les températures
extrêmes relevées lors des essais AM. . . 121 5.3 Ecarts relatifs entre pressions, débits et transmissivités pour les paires d’essais
ayant les mêmes paramètres à trois niveaux de contrainte normale. . . 124 5.4 Coefficients α et β des approximations linéaires pour l’ensemble des essais AM
permettant d’étudier la linéarisation du comportement hydromécanique en échelle logarithmique. . . 128 5.5 Teneurs en eau optimales des différents mélanges étudiés déterminées par essai
Proctor. . . 131 5.6 Vitesses des ondes P et S mesurées sur des mélanges BR et BS, modules
oedomé-triques et coefficients de poisson qui en découlent. Un essai noté 1PSR5 (resp. 1PSS9) correspond à un essai de propagation d’ondes P et S sur un mélange BR (resp. BS) à 50% (resp. 90% ) de bentonite. . . 132 5.7 Moyenne des vitesses de propagation d’ondes et coefficient de poisson pour une
argile saturée d’après Bourbié et al [29] . . . 132 5.8 Etude de l’anisotropie des carottes de mélange BS et BR. Vitesses d’ondes P dans
l’axe et sur 2 diamètres et rapports d’anisotropie α = Vpaxe/VpD. . . 134 5.9 Paramètres mécaniques déterminés à partir des essais oedométriques sur les
mé-langes BS50 et BS90 : coefficient Cc et modules sécants entre différentes étapes de chargement lors du premier et du deuxième cycle de chargement. . . 140 5.10 Ordre de grandeur de modules oedométriques sécants sur argile saturée et
re-constituée tirés de la littérature. Dans Cotecchia [48], la légère préconsolidation existante n’a pas été prise en compte dans le sens où l’argile est dite remaniée. . 140 5.11 Paramètres c et φ du critère de Mohr Coulomb pour la bentonite BS50 compactée. 142 5.12 Valeurs de masse volumique et viscosité dynamique de l’eau pour les températures
extrêmes relevées lors des essais. . . 145 5.13 Valeurs de débits et transmissivités à la première étape de chargement mécanique
5.14 Valeurs d’écarts sur les débits et de dispersion sur les pressions et les transmissi-vités à la mise en place de l’écoulement. . . 170 5.15 Valeurs d’écarts sur les débits et de dispersion sur les pressions et les
transmissi-vités à la deuxième étape de chargement mécanique. . . 170 5.16 Valeurs d’écarts sur les débits et de dispersion sur les pressions et les
transmissi-vités à la troisième étape de chargement mécanique. . . 170 5.17 Ecart entre les débits et dispersions sur la pression et la transmissivité pour les
échantillons BR70 et BR90. Valeurs calculées pour une contrainte de 3 MPa. . . . 172 5.18 Valeur de d’écart entre les débits, de dispersion sur la pression et sur la
transmis-sivité pour les essais 1BC50 et 2BC50. Valeurs données pour différents niveaux de contrainte normale. . . 173 5.19 Valeur de d’écart entre les débits, de dispersion sur la pression et sur la
transmis-sivité pour les essais 1BC90 et 2BC90. Valeurs données pour différents niveaux de contrainte normale. . . 173 5.20 Paramètres morphologiques des épontes rocheuses utilisées. Le plan de référence
(z=0 mm) est pris à la surface de l’éprouvette d’argilite (au niveau du plan de contact). . . 176 5.21 Ensemble d’essais de cisaillement mécanique réalisés et caractéristiques des épontes178 5.22 Paramètres mécaniques des essais de cisaillement déterminés dans le plan "Contrainte
normale - Déplacement relatif normal" . . . 182 5.23 Rigidités tangentielles déterminées par régression linéaire sur la base des courbes
présentées figure 5.43. . . 186 5.24 Paramètres a (ou c) [kPa] et δ (ou φb)[˚] des critères de rupture des différentes
interfaces notés D1 à D6. . . 191 5.25 Tableau récapitulatif des différentes zones de la combinaison de critères et critères
associés à ces zones. . . 198 5.26 Critères interprétés pour les différentes séries d’essais en fonction des paramètres
géométriques des épontes. Contraintes exprimées en kPa. . . 199 5.27 Essais de cisaillement hydromécanique réalisés et caractéristiques des épontes. . . 203 5.28 Paramètres a et δ du critère de rupture de la série HMVC et de la série PRVC. . 211 6.1 Coefficient α de diminution de transmissivité intrinsèque avec le niveau de contrainte
normale pour des interfaces argilite bentonite en compression hydromécanique. Les valeurs correspondent à une enveloppe du comportement post érosion pour laquelle on a Ln(TLn(T )
0) = α · (σn− σn0) . . . 218 6.2 Moyenne et écart type des mesures effectuées sur les valeurs du coefficient α de
diminution de transmissivité intrinsèque avec le niveau de contrainte normale des interfaces Argilite Bentonite (tels qu’issus du tableau 6.1), Argilite Ciment et Argilite Mortier. . . 218 6.3 Différentes valeurs de transmissivité de l’interface AB sous trois niveaux de contrainte
normale calculées avec la loi d’évolution proposée (T = T0 · e−α·σn) pour T0 ≈ 1E − 11m3. . . 221 6.4 Résultats de linéarisation de comportement hydromécanique des interfaces AM
avec rejet, initialement présentés paragraphe 5.2.3.3 : valeurs de transmissivité initiale, transmissivité initiale corrigée pour la comparaison, valeur moyenne du coefficient α de diminution de transmissivité avec le niveau de contrainte normale, écart type, valeurs minimale et maximale. . . 224 6.5 Calculs des différentes valeurs de transmissivité de l’interface AM avec rejet latéral
sous trois niveaux de contrainte normale calculées avec la loi d’évolution proposée (T = T0· e−α·σn) pour T0 ≈ 1E − 12m3 (valeur corrigée pour la comparaison). . . 224
7.1 Paramètres mécaniques retenus pour le calcul de consolidation . . . 232 7.2 Perméabilités intrinsèques obtenues par modélisation de la consolidation d’un
échantillon de bentonite compactée. Ces perméabilités donnent un encadrement de la valeur expérimentale. . . 233 7.3 Gammes des paramètres retenus pour la modélisation mécanique 2D du contact
Argilite Bentonite. . . 237 7.4 Erreur maximale commise sur les déplacements verticaux des noeuds de l’interface
en utilisant l’approximation de la figure 7.9 pour trois hauteurs d’échantillons et trois niveaux de contraintes normales. . . 241 7.5 Paramètres mécaniques utilisés pour modéliser l’essai 4BR60 et comparaison des
raideurs expérimentale linéarisée et numérique pour une même hauteur d’échantillon.242 7.6 Différences entre les deux maillages utilisés pour le calcul mécanique (logiciel
élé-ments finis Abaqus). Calculs menés sur un ordinateur ayant une RAM de 1 Go et un processeur de 1.5 GHz. . . 244 7.7 Evolutions théorique et numérique du coefficient de perte de charge Λ en fonction
du nombre de Reynolds Repour les écoulements stationnaires laminaire et turbulent.253 7.8 Comparaison des valeurs numérique et théorique de contraintes de cisaillement à
la paroi dans le cas d’un écoulement de Poiseuille en conduite circulaire (Longueur 0.1 m, rayon 0.5 mm, perte de charge 3000 Pa, régime laminaire). . . 254 7.9 Caractéristiques des maillages utilisés pour la modélisation de l’écoulement dans
une conduite singulière et résultats obtenus. Les calculs sont effectués avec des stations de calculs ayant 2 Go de RAM et un processeur R12 1000 de 400 MHz. . 257 7.10 Evolutions théoriques (d’après Comolet [44] et modélisées du coefficient de perte
de charge Λ en fonction du nombre de Reynolds Re pour les régimes laminaire et turbulent dans le cas d’une conduite singulière. L’essai 4BR60 sous 2.9 MPa correspond à la petite section et l’essai 2BR70 sous 0.8 MPa correspond à la grande section. . . 261 7.11 Incertitudes sur la transmissivité et le taux de cisaillement à la paroi dues à
l’in-certitude sur la section et au choix du maillage. . . 262 7.12 Essai 4BR60 : données expérimentales et numériques utilisées pour le calcul de
transmissivité avec Fluent. Les variations expérimentales des paramètres hydrau-liques à certaines étapes de chargement nécessitent de définir une pression maxi-male et minimaxi-male. . . 263 7.13 Essai 4BR60 : paramètres hydrauliques obtenus avec Fluent et en utilisant la loi
cubique dans l’étude de l’évolution de la transmissivité intrinsèque en fonction de la contrainte normale. T : turbulent, L : laminaire, L/T : zone de transition entre les régimes laminaire et turbulent. . . 266 7.14 Coordonnées X et Y du noeud bas de l’axe de symétrie de la section permettant
de construire la conduite modélisée (voir figure 7.28). Les coordonnées X et Y de la section non érodée (NE) sont obtenues par Abaqus, celles des sections érodées (E) par modification "manuelle". Les sections en gras sont les sections représentées figure 7.28. Afin de reproduire l’évolution expérimentale de la bentonite, la section à 2.35 MPa non érodée (NE) est construite à partir de la section à 1.56 MPa érodée en supposant un déplacement de ∆X et ∆Y entre les deux étapes. De ce fait, nous la noterons 2.35NE-1.56E. . . 268
7.15 Simulation de l’érosion de l’érosion de la bentonite, essai 4BR60, 3BR80 et 2BR70 : paramètres expérimentaux et paramètres numériques résultant des calculs menés avec Fluent. Suivant la situation d’érosion (avant : AV ou après : AP), le taux de cisaillement à la paroi τ est un majorant (τ ≥ τS) ou un minorant (τ ≤ τS) de la valeur seuil notée τS. Le numéro correspond à la numérotation des évènements présentés figure 7.30. . . 271