Analyse numérique multi-échelle de l'endommagement des roches hétérogènes appliquée aux ouvrages souterrains dans un contexte de transition énergétique. – MSrock

Dans le contexte actuel de transition énergétique, il est nécessaire d'évaluer le potentiel du sous-sol comme espace de stockage et de confinement. Concernant la production d'électricité nucléaire, une gestion durable des déchets nucléaires dangereux est requise et est envisagée par dépôt géologique à grande profondeur. La formation rocheuse souterraine peu perméable a une fonction clé de sûreté en empêchant la migration des radionucléides. Des lors, la stabilité et la durabilité des ouvrages souterrains de stockage doivent être évaluées au travers d’une étude détaillée du comportement complexe de la formation hôte. Les géomatériaux rocheux sont des milieux poreux multiphasiques ayant une structure complexe hétérogène à différentes échelles. Celle-ci conditionne leur comportement macroscopique et influence l’endommagement matériel ainsi que l'évolution des propriétés hydrauliques. Prédire l'influence des caractéristiques microstructurales (depuis l’échelle des minéraux) sur la rupture à grande échelle est un enjeu majeur en géomécanique. L'objectif est de développer une modélisation multi-échelle et multi-physique permettant de prédire le comportement hydromécanique rocheux autour d’excavations souterraines à partir de sa microstructure. Une approche double échelle par méthode des éléments finis (FEMxFEM) est envisagée. La réponse matérielle microscopique sert de loi de comportement macroscopique implicite, par homogénéisation numérique. Le projet porte sur : (i) la relation entre microfissuration, déformations macroscopiques, et évolution de perméabilité ; (ii) l’évolution des écoulements d’eau résultant de la microfissuration ; (iii) la reproduction de la fracturation et du drainage dans les zones endommagées par l’excavation (EDZ) autour des galeries ; et (iv) la sûreté globale à court et à long terme des ouvrages souterrains de stockage.