Comparaison théorique de la pertinence des approches « monophasique » et « biphasique » pour l’étude des ouvrages souterrains dans les argiles raides

A theoretical comparison of the relevance of « monophasic » and « biphasic » approach for the study of underground repositories in stiff clays

¹ Laboratoire G3S École polytechnique 91128 Palaiseau Cedex hanan@g3s.polytechnique.fr, France LTEM – Université Abdelmalek Essâadi Faculté des sciences BP 2121 Tétouan ( Maroc).
² ENSAT – Université Abdelmalek Essâadi BP 416 Tanger ( Maroc) jabbouri@fstt.ac.ma.

Résumé

Une étude de sensibilité de la stabilité mécanique des ouvrages dans les argiles raides est présentée en faisant appel à deux types d’approches : celle considérant le milieu comme un milieu homogène monophasique et l’approche du milieu poreux constitué du solide et du fluide. Cette étude a été réalisée à partir d’une série de calculs effectués à l’aide du code numérique ANTHYC, développé à G.3S. On s’est intéressé à la stabilité mécanique d’une galerie profonde dans une roche argileuse raide. Les résultats ne sont pas toujours intuitifs. Dans certains cas, le choix de l’une ou de l’autre approche (monophasique ou biphasique) conduit à une extension identique de la zone endommagée autour de l’ouvrage. Dans d’autres cas, la zone endommagée s’étend dans le temps sous l’effet de l’évolution du champ hydraulique. Les résultats des différents cas de figures étudiés précisent dans quelles conditions le recours à une approche biphasique s’impose et soulignent le fait que l’approche monophasique conduit en général à surestimer la stabilité des ouvrages.

Abstract

This paper is devoted to a sensitivity study of the mechanical stability of underground repositories in stiff clays with respect to two types of approaches : one regarding the clay as a homogeneous monophasic medium, another considering the clay as a porous medium. This study is based on a series of calculations carried out by using the numerical code ANTHYC, developed in G.3S. The main objective of this study is the mechanical stability of a gallery excavated at great depth in a stiff clayey rock. The results are not always intuitive. In some cases, the choice of one or other approach (monophasic or biphasic) lead to an identical extension of the damaged zone around the cavity. In other cases, the damaged zone extends in time under the evolution of the hydraulic field. The results show that generally, monophasic approach overestimates the stability of undergrounds cavities. They also show in which conditions a porous medium approach is required.