Évolution de l'état de contrainte d'un matériau granulaire cimenté soumis à la dissolution des liaisons par modélisation par éléments discrets

Résumé L'altération des roches est un phénomène courant à considérer dans diverses applications d'ingénierie impliquant des opérations souterraines, telles que le stockage souterrain ou l'extraction d'énergie géothermique. Cette altération est induite par la circulation d'un fluide réactif dans les pores de la roche et peut provoquer des changements dans les propriétés des matériaux et l'état de contrainte. Ce travail présente des simulations par éléments discrets de la dissolution des roches sédimentaires pour étudier leur évolution de l'état de contrainte. La roche est modélisée comme un matériau granulaire cohésif soumis à un déliement. Des conditions œdométriques sont considérées pendant l'altération et l'évolution du coefficient de pression latérale des terres k₀ est suivie. En particulier, l'influence du degré de cimentation, de la pression de confinement, de la valeur initiale de k₀ et de l'historique de charge sont examinées. Il a été observé que les matériaux granulaires cimentés tendent à atteindre une configuration d'attracteur pour l'état de contrainte avec l'augmentation du degré de dissolution. k₀ vise à atteindre la valeur d'attracteur k₀^attr, entre 0,3 et 0,4, lorsque toutes les liaisons sont dissoutes, indépendamment de l'état initial. Deux principaux mécanismes ont été observés pour expliquer cette évolution des configurations de forces interparticulaires et donc de l'état de contrainte : l'effondrement des forces des chaînes instables (stables uniquement en raison de la cimentation) et l'adoucissement des grains.