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Informations
Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 106 |
Langue | Français |
Poids de l'ouvrage | 63 Mo |
Extrait
THESE
UMR 8579
Présenté par
Tammam HAMMAD
Pour l’obtention du
Grade de docteur de l’Ecole Centrale de Paris
Spécialité : Géotechnique
Laboratoire d’accueil : MSS – MAT CNRS UMR N° 8579
COMPORTEMENT DES SEDIMENTS MARINS DE GRANDE
PROFONDEUR : APPROCHE MULTI ECHELLE
Sera soutenue devant le jury composé de :
Irini Djeran ‐ Maigre Rapporteur
Pierre ‐Yves Hicher
Jacques Desrues Examinateur
Kun Su Examinateur
Enrique Romero ‐ Morales Examinateur
Jean ‐ Marie Fleureau Directeur de thèse
Mahdia Hattab Directeur de thèse
201011
Ecole Centrale Paris
Grande Voie des Vignes – 92295‐ Châtenay ‐ Malabry
tel-00559400, version 1 - 25 Jan 2011
tel-00559400, version 1 - 25 Jan 2011Résumé
Une analyse expérimentale approfondie avec une approche micro macro a été réalisée sur un matériau
composé d’un mélange d’argile Kaolinite/Smectite. L’étude a permis de montrer à l’échelle macroscopique
comme à l’échelle microscopique un comportement particulièrement sensible à la proportion de smectite
dans le mélange. La kaolinite (Kaolinite P300) est bien connue du point de vu de sa caractérisation et de
son comportement, la smectite (également nommée argile grecque) est de type calcique et a également
fait l’objet de plusieurs études.
Dès 35% de smectite dans le mélange, les résultats sur chemin triaxial montrent que le comportement
approche considérablement celui de la smectite. Par ailleurs, l’investigation à l’échelle microscopique (au
moyen de Microscope Electronique à Balayage complétée par une analyse de diffractions des rayons X)
réalisé sur les échantillons après l’essai, met en évidence le fait que, lorsqu’elle dépasse un certain seuil, la
fraction en smectite favorise le développement de plans de glissement. Ces plans apparaissent clairement
sous forme de groupes de particules de smectite orientées.
L’analyse microstructurale utilisée est basée sur une méthode rigoureuse, développée dans le cadre de
cette thèse, avec un traitement d’images automatisé permettant de fournir des résultats quantitatifs.
Cette démarche d’investigation multi‐échelles a été employée afin caractériser le comportement d’un
sédiment marin prélevé au large de Golfe de Guinée par 700 m de profondeur d’eau. L’étude, initialement
menée dans le cadre du projet CLAROM (2002‐2005), intéresse l’industrie Offshore. Le sédiment naturel
contient jusqu’à 60% de proportion argileuse avec approximativement 15% de smectite et 50% de
kaolinite.
Mots Clés : Sédiments marins de grandes profondeurs, Mélanges smectite – kaolinite, Microstructure,
Essai triaxial, Porosimètre au mercure (PAM) et Microscope Electronique à Balayage (MEB)
i
tel-00559400, version 1 - 25 Jan 2011Abstract
A thorough experimental analysis with a micro macro approach was performed on a material composed of
a mixture of Kaolinite / Smectite clays. The study showed at macroscopic scale as the microscopic scale
that the behaviour is particularly sensitive to the proportion of smectite in the mixture. Kaolinite
(Kaolinite P300) is well known from the point of view of characterization and behaviour, smectite (also
called Greek clay) is a calcic type and was also the subject of several studies.
From 35% of smectite in the mixture, the results show that the behaviour on triaxial path approach
considerably to that of smectite. Furthermore, investigation on the microscopic level (using scanning
electron microscope supplemented by X‐ray diffraction analysis) performed on the samples after the test
shows that, if it exceeds a certain threshold, the smectite fraction promotes the development of slip
planes. These plans are evident as oriented groups of particles of smectite.
The used microstructural analysis is based on a rigorous method, developed in the context of this thesis,
with an automated image processing to provide quantitative results.
This multi‐scale investigation has been used to characterize the behaviour of a marine sediment taken of
Gulf of Guinea by 700 m water depth. The study, originally conducted in the CLAROM project (2002‐
2005), interested to the offshore industry. The natural sediment contains up to 60% proportion of clay
with approximately 15% smectite and 50% kaolinite.
Keywords: Offshore, Deep marine sediments, Microstructure, Triaxial tests, Mercury intrusion
porosimetry (MIP), Scanning Electron Microscopy (SEM)
ii
tel-00559400, version 1 - 25 Jan 2011TABLES DES MATIERES
Introduction générale……………….……………………………………………………..…... 1
Chapitre 1: étude multi échelle du comportement des argiles
naturelles et remaniées
1. PROPRIETES ET COMPORTEMENT MECANIQUE
1.1. INTRODUCTION……………………………………………..………………