Projet SecFiss PDR SecFiss – “Etude expérimentale et numérique de la fissuration lors du séchage de matériaux poreux : applications dans les domaines du génie chimique et de la géomécanique” (FNRS PDR T.1094.14)

C

e projet vise à améliorer la connaissance des mécanismes gouvernant la fissuration/fracturation lors du séchage convectif/dessication de matériaux poreux déformables. Il s’appuie à la fois sur une partie expérimentale et une phase de modélisation. Son originalité réside dans la collaboration de notre équipe, issue du génie chimique, avec le groupe de géomécanique GEO3.

D’un point de vue expérimental, l’étude repose sur l'utilisation d'images 3D issues de la microtomographie à rayons X afin de caractériser, en cours de séchage, les déformations locales et l'évolution de fissures éventuelles. Ceci nécessite la mise en place de techniques précises et robustes d'analyse d'images permettant de mieux comprendre les liens entre la microstructure du matériau, ses propriétés macroscopiques et sa sensibilité à la fissuration. Côté GEO3, des roches argileuses seront étudiées. Il s’agit notamment de mieux comprendre le comportement des géomatériaux soumis à une circulation forcée dans le contexte des galeries souterraines pressenties pour le stockage de déchets nucléaires. Au LGC, les essais seront réalisés sur des résines résorcinol-formol, dans la suite des travaux déjà menés suivant une approche ‘génie orienté produit’. L’objectif est d’établir des liens entre conditions de synthèse, microstructure, séchage et qualité finale du produit, qualifiée par l’absence de fissures. D’un point de vue modélisation, il s’agira tout d’abord d’établir des lois constitutives permettant d’intégrer les phénomènes de fissuration au sein des modèles thermo-hygro-mécaniques développés dans le code d’éléments finis LAGAMINE. Afin de reproduire numériquement la fracturation des matériaux étudiés de manière stable et robuste, différentes options seront étudiées comme augmenter l’ordre d’interpolation des éléments finis ou utiliser des fonctions d’interpolation spécifiques… Pour la modélisation de la naissance de fissures l’utilisation des XFEM sera testée.

D'autres projets en cours :

  • FRIA  (Financement Région Wallonne) :  Contribution au développement d'un procédé "low cost" de stabilisation des boues d'épuration - Hajer BEN HAMED (PEPs Group)
  • SWAM@ASC (FEDER) : Smart Water Management Across Scales - Développement de l'électrocoagulation pour la récupération du phosphore dans les eaux usées et de la biométhanisation des boues pour les PME - Pierre NGUE SONG (NCE Group)

Publications

J. Hubert, N. Prime, E. Plougonven, A. Léonard, and F. Collin. Desiccation cracks formation in clay-barrier for nuclear waste disposal. Geotechnical & Structures Engineering Congress, February 2016. Phoenix Arizona, USA. 

E. Plougonven, J. Hubert, N. Prime, F. Collin, and A. Léonard. Accurate measurement of radius evolution as a function of direction in 3D images. Micro-CT User Meeting, May 2016. Mondorf, Luxemburg.

modifié le 31/01/2024

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