Endommagement des roches argileuses et perméabilité induite au voisinage d'ouvrages souterrains

The storage of nuclear waste in deep geological formations is now considered more and more as a potential solution. During excavation, a disturbed zone develops in which damaging can be important and which can lead eventually to the failure of the rock. Fluid flow and permeability in the rock mass can be significantly modified producing a possible security risk. Our work consisted in an experimental study of the hydromechanical coupling of two argillaceous rocks: Boom clay (Mol, Belgium) and Opalinus clay (Mont-Terri, Switzerland). Triaxial tests were performed in a saturated state to study the permeability evolution of both clays with isotropic and deviatoric stresses. Argillaceous rocks are geomaterials with complex behaviour governed by numerous coupled processes. Strong physico-chemical interactions between the fluid and the solid particles and their very low permeability required the modification of the experimental set up. Moreover, specific procedures were developed to measure permeability and to detect strain localisation in shear bands. We show that for Boom Clay, permeability is not significantly influenced by strain localisation. For Opalinus clay, fracturing can induce an increase of the permeability at low confining pressure.Le solution du stockage des déchets nucléaires en formations géologique profondes est de plus en plus envisagée. Au cours des travaux d'excavation la barrière naturelle est soumise à des sollicitations de déconfinement qui peuvent induire un endommagement important, et mener localement le matériau à la rupture. Les conditions d'écoulement des fluides et la perméabilité du massif peuvent se trouver fortement modifiées du fait de cet endommagement, mettant ainsi en jeu la sûreté du site. Notre travail de recherche a consisté en la caractérisation expérimentale du comportement hydromécanique de deux roches argileuses : l'argile de Boom (site de Mol, Belgique) et l'argile à Opalinus (site du Mont Terri, Suisse). Des essais triaxiaux axisymétriques en condition saturée ont été réalisés afin d'étudier l'évolution de la perméabilité de ces deux roches en fonction de la contrainte isotrope et du déviateur des contraintes. Les roches argileuses sont des géomatériaux aux comportements complexes liés à de nombreux processus couplés. L'existence d'interactions physico-chimiques fortes entre le fluide et les particules solides et la très faible perméabilité de ces matériaux ont nécessité l'adaptation du dispositif expérimental. Enfin des procédures spéciales de mesures de la perméabilité et de détection de la localisation de la déformation en bandes de cisaillement ont été développées. Nous montrons que la rupture par localisation de la déformation ne modifie pas significativement la perméabilité de l'argile de Boom. En revanche, pour l'argile à Opalinus une forte augmentation de la perméabilité est mise en évidence dans le cas d'une importante fracturation sous faible confinement