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Thesis

MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMO-HYDRO-MECANIQUE DES MILIEUX POREUX ANELASTIQUES

Les effets de la température sur le sol se ressentent de façon importante sur les eaux libre et adsorbée, par l'expansion thermique de la première et la perte des liaisons de cohésion pour la seconde. Nous observons, par l'intermédiaire des déformations thermo-mécaniques des grains solides, son influence sur le gradient hydraulique et l'écoulement transitoire de l'eau interstitielle. En plus de la dilatation thermo-élastique, ces déformations thermo-mécaniques peuvent être dues à une déformation thermique irréversible. Ne considérant que la gamme de température variant de la température ambiante à celle précédant les changements de phase, nous présentons un modèle mathématique qui décrit le comportement thermo-hydro-mécanique des milieux poreux saturés. En homogénéisant les relations microscopiques et leur affectant leurs fractions volumiques, nous aboutissons à la formulation continue des équations de conservation du milieu équivalent d'un milieu formé, à une échelle microscopique, d'une matrice solide saturée par un fluide. Ce milieu est décrit à l'aide de l'énergie libre comme fonction d'état ayant pour paramètres la déformation et la température. La phase solide a un comportement complexe, au niveau macroscopique, caractérisé par des non-linéarités et de la thermo-plasticité. Ce phénomène dissipatif est modélisé par une extension d'une loi de comportement cyclique multimécanisme viscoplastique à une loi thermo-viscoplastique qui prend en compte l'écrouissage thermique et l'évolution des surfaces de charge avec la température. La loi thermo-viscoplastique, testée à travers un certain nombre de chemins de sollicitation, donne des résultats satisfaisants. Après la formulation variationnelle du problème thermo-hydro-mécanique et les discrétisations spatiales et temporelles des relations du comportement, une présentation de schémas de résolution de la formulation couplée avec leurs critères de stabilité est faite. Nous vérifions sur un cas test de consolidation thermo-élastique la validité de l'un de ces critères. Des applications numériques terminent ce travail. Elles abordent particulièrement l'analyse du comportement, dans différentes configurations, du sol adjacent à un puits où sont enfuits des sources thermiques.

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