Club Cast3m 21 novembre 2008
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Modélisation du comportement Modélisation du comportement hydromécanique post-fermeture hydromécanique post-fermeture
d’une cavité souterraine remblayée d’une cavité souterraine remblayée
N. Dufour et H. WongN. Dufour et H. WongDGCB, ENTPE DGCB, ENTPE
F. DeleruyelleF. DeleruyelleIRSNIRSN
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Eléments contextuels
Le problème posé
Approches analytiques
Modélisations numériques
Conclusions et perspectives
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Organisation générale du stockage de déchets radioactifs en couche géologique profonde
(Source : Dossier argile 2005, ANDRA)
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
4
(a) Etat initial (b) Excavation, installation du revêtement
(c) Remblaiement, resaturation
t=0
(d) Détérioration du revêtement
t>0
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
5
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
écoulement induit
défaut de compactage
convergence différée (u)
Remblai saturé
Massif soutènement
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Hydraulique (en paroi)
contraction de la cavité
écoulement
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Remblaisaturé
Incompressibilité de la phase solide
remblai
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Mécanique (en paroi)
soutènement Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
contrainte totale initiale
pression d’eau initiale
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Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Dans un premier temps : géométries simples
Ultérieurement : géométries plus complexes
Démarche de l’étude en coursDémarche de l’étude en cours
9
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Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Transformation de Laplace Inversion analytique de la transformée de Laplace
En variables adimensionnelles :
Solution analytique Solution analytique (géométrie sphérique)(géométrie sphérique)
11
12
Avec :
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Fonctions de relaxation (Coussy)
Solution dans le domaine de Laplace
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Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Exemples de résultats analytiquesExemples de résultats analytiques
14
Décomposition des déformations
Loi de Lemaître
Loi de Norton-Hoff
Poro-viscoplasticité
15
élastique viscoplastique
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
avec
16
(1) Modèle poro-élastique
(2) Modèle mécanique monophasique
Comportement non linéaire
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Hypothèse : matrice incompressible
Loi de comportement poro-mécanique représentée par la superposition de 2 modèles
(1) + (2)
Modélisation biphasique dans Modélisation biphasique dans Cast3mCast3m
règle d’écoulement :
fonction de charge : →
Inégalité de Clausius-Duhem
Hypothèse : matrice incompressible
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Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Comportement non linéaire identique
Validité de la superposition mise Validité de la superposition mise en œuvre dans Cast3men œuvre dans Cast3m
18
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Définition des modèles dans Cast3mDéfinition des modèles dans Cast3m
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Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
conditions de symétrie
continuités des champs
(p,u)pression d’eau
imposée
massif encaissantremblai
‘MODE’ PLAN DEFO géométrie cylindrique AXIS géométrie sphérique
5 éléments 29 nœuds
3 éléments 19 nœuds
11 éléments
59 nœuds + solution analytique
t’
p‘(t
’) à
r’=1
20Isovaleurs de pressionChamp de déplacement
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Comparaison analytique/numérique Comparaison analytique/numérique (poro-élasticité, cavité (poro-élasticité, cavité
sphérique)sphérique)
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
21
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
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23
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
24τ
s*
ρ
s*
t=8ans
t=25000ans
Pe
Pi
Matériau de Norton-Hoff
Cas viscoplastique monophasique Cas viscoplastique monophasique Cas test de Pouya (Cas test de Pouya (p=0p=0))
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Problème d’une cavité sphérique ou cylindrique remblayée (remblai poro-élastique)
Solution semi-analytique (massif poro-viscoélastique)
Contexte
Solution analytique
Solution semi-analytique
Solutions numériques
Conclusions & perspectives
Solution analytique (massif poro-élastique)
Modélisation numérique dans Cast3m :
- validée par modèle de Pouya (monophasique)
- superposition de 2 modèles (cas biphasique)
- comparaisons analytique/numérique satisfaisantes
Perspectives : lois de comportement plus complexes, implémentation dans Cast3m ?