Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Mélange de pellet“

En Derecho internacional del Mar, se suele presentar el mar Mediterráneo como un modelo[1], entre los mares semicerrados, que además también se llaman precisamente las Mediterráneas[2], por referencia a la influencia histórico-jurídica de esta región marítima[3], como al alto nivel de gobernanza medioambiental, en el marco del sistema de Barcelona, y haliéutica en el seno de la Comisión General de Pesca del Mediterráneo[4]. Pero, al contrario, se considera una excepción con respecto a la proyección espacial de los Estados ribereños y su extensión mar adentro. Así el Mediterráneo es una de las regiones del mundo donde los procesos conjuntos de jurisdiccionalización y delimitación de los espacios marítimos siguen siendo los menos avanzados. Aunque la jurisdiccionalización no postula necesariamente la delimitación, cristaliza inevitablemente los conflictos a fortiori en un mar semicerrado, que su configuración geográfica, con islas y penínsulas, pero también la persistencia de situaciones histórico-políticas particulares, lo hacen inadecuado o refractario a la delimitación marítima[5]; por lo tanto, se plantea, en el Mediterráneo, como en general, pero de una manera más aguda, la cuestión espinosa de la necesidad como de la conveniencia del doble proceso de apropiación y repartición estatal del mar. Compartir o repartir? Enfrentando esta disyuntiva, se pueden no obstante constatar diferencias sino divergencias entre el Mediterráneo occidental y el Mediterráneo oriental[6]. Hasta ahora los Estados del Mediterráneo occidental han preferido compartir, proclamando zonas económicas exclusivas sin delimitar, y vivir con sus conflictos[7]. En el Levante al contrario se trata de una verdadera dialéctica, porque se destaca una voluntad política de repartir, y en el presente caso delimitar, aunque sin proclamar, celebrando acuerdos dedicados para poder apropiarse los recursos del lecho y subsuelo del mar, mientras que existen situaciones, geográficas y geopolíticas, obstaculizando toda delimitación, no sólo negociada sino también juridizada o judiciarizada. Tanto en un caso como el otro, el contexto resulta potencialmente conflictivo, con retos de delimitación marítima muy complejos, desde el punto de vista jurídico y geopolítico, en una región además sujeta a definiciones de geometría variable. Si el Mediterráneo oriental designa la parte oriental del mar Mediterráneo, es decir la cuenca levantina, o el Levante, la determinación de los Estados de la región no se hace sin dificultades, a fortiori en el periodo actual. En cuanto al Derecho internacional del Mar, es la identificación de los Estados ribereños la que resulta decisiva; desde esta perspectiva, el Mediterráneo oriental incluye con mayor frecuencia a Chipre, Egipto, Grecia, Israel, Líbano, Siria, Turquía y Palestina, y mucho más raramente a Libia, integrada de facto en el colectivo regional desde la firma del Memorandum of Understanding (MoU) con Turquía en 2019. Sin embargo, las relaciones jurídicas de los Estados de la región con otros Estados vecinos también pueden interferir en la geometría marítima del Mediterráneo oriental, como los acuerdos celebrados por Grecia en 2020, en el Mar Jónico con Italia en relación con la delimitación de sus espacios marítimos, y con Albania a fin de negociar para someter su controversia marítima a la Corte Internacional de Justicia. Desde un punto de vista geopolítico, el Mediterráneo oriental es una región muy compleja y conflictiva[8], y el descubrimiento de recursos marinos, incluidos enormes yacimientos de gas en varias áreas geológicas diferentes de esta parte del Mediterráneo, incluida la cuenca del Nilo, la cuenca del Levante y la cuenca de Chipre, se ha superpuesto a los conflictos políticos y jurídicos más o menos latentes, en particular entre Grecia y Turquía, Israel y Palestina, la cuestión de Chipre, la guerra civil en Siria o, más recientemente, en Libia; todos los Estados ribereños de la región quisieran naturalmente aprovechar el maná de los hidrocarburos, para lograr las promesas asociadas de desarrollo económico e independencia energética, lo que explica las iniciativas crecientes de jurisdiccionalización vía acuerdos convencionales y contribuye a la cristalización de los conflictos de delimitación marítima[9]. En este contexto, por supuesto, el Derecho internacional del Mar es obviamente sólo un parámetro, aunque esencial porque proporciona un marco tanto para la evaluación de las pretensiones de jurisdicción como para un eventual arreglo de las controversias[10]. No obstante, la situación jurídica es muy específica en el Mediterráneo oriental; en efecto, de los ocho o nueve Estados de la región, incluida Libia, cuatro no son Partes en la Convención de las Naciones Unidas sobre el Derecho del Mar: Israel y Turquía, que se encuentran entre los cuatro Estados que votaron en contra de la Convención en 1982; Siria, que no lo ha firmado ni ratificado; y Libia, que firmó el texto en 1984, pero nunca lo ratificó[11]. Por supuesto esta situación facilita la instrumentalización geopolítica del Derecho, con miras a fundamentar las estrategias de apropiación de los espacios y recursos[12] que crean, cristalizan o despiertan conflictos regionales[13]. Los retos de delimitación marítima en el Mediterráneo oriental proceden por lo tanto de una lectura mediterránea del Derecho internacional del Mar (I), conduciendo al rompecabezas jurídico de un espacio marítimo conflictivo (II). [1] G. Cataldi (Dir.), La Méditerranée et le droit de la mer à l’aube du 21ème siècle / The Mediterranean and the Law of the Sea at the Dawn of the 21st Century, Bruxelles Bruylant 2002. [2] N. Ros & F. Galletti (Dir.), Le droit de la mer face aux “Méditerranées”, Quelle contribution de la Méditerranée et des mers semi-fermées au développement du droit international de la mer ?, Cahiers de l’Association internationale du Droit de la Mer 5, Napoli Editoriale Scientifica 2016. [3] G. Andreone & G. Cataldi, « Regards sur les évolutions du droit de la mer en Méditerranée », Annuaire français de droit international 2010, Volume 56, p. 1-39, https://www.persee.fr/docAsPDF/afdi_0066-3085_2010_num_56_1_4601.pdf; J. González Giménez, “La evolución del Derecho del mar desde el punto de vista de un mar semicerrado como el Mediterráneo”, Revista electrónica de estudios internacionales 2007, Número 14, http://www.reei.org/index.php/revista/num14/articulos/evolucion-derecho-mar-desde-punto-vista-mar-semicerrado-como-mediterraneo; U. Leanza, « Le régime juridique international de la mer Méditerranée », Recueil des Cours de l’Académie de droit international 1992, V, Tome 236, p. 127-460; I. Papanicolopulu, “The Mediterranean Sea”, in D. R. Rothwell, A. G. Oude Elferink, K. N. Scott & T. Stephens (Eds.), The Oxford Handbook of the Law of the Sea, Oxford University Press 2015, p. 604-625; N. Ros, « La mer Méditerranée : cas particulier et modèle avancé de gestion de la haute mer », Annuaire du Droit de la Mer 2011, Tome XVI, p. 33-62. [4] N. Ros, « Régimes juridiques et gouvernance internationale de la mer Méditerranée », in S. Doumbé-Billé & J-M. Thouvenin (Coord.), Mélanges en l’honneur du Professeur Habib Slim, Ombres et lumières du droit international, Paris Pedone 2016, p. 205-231; N. Ros, « La gouvernance de la mer Méditerranée », in B. Aurescu, A. Pellet, J-M. Thouvenin & I. Gâlea (Dir.), Actualité du droit des mers fermées et semi-fermées, Paris Pedone 2019, p. 109-138. [5] N. Ros, « La juridictionnalisation postule-t-elle nécessairement la délimitation ? La mer Méditerranée, exemple et/ou contre-exemple », in M-P. Lanfranchi & R. Mehdi (Dir.), Actualités de la gouvernance internationale de la Mer Méditerranée, Paris Pedone 2021, p. 53-69. [6] G. A. Oanta, “Maritime Delimitations in the Mediterranean: Current Challenges”, Italian Yearbook of International Law 2021, Volume 31, p. 5-28. [7] N. Ros, « Au-delà de la borne 602 : la frontière maritime entre l’Espagne et la France en mer Méditerranée », Journal du Droit international Clunet 2014/4, p. 1099-1141. [8] M. A. Moratinos Cuyaubé, « Les défis de la Méditerranée orientale », Etudes helléniques / Hellenic Studies 2014, Volume 22, N° 2, p. 235-247. [9] N. Ros, “Law of the Sea and Offshore Energy in the East Mediterranean”, Jean Monnet Paper 2020, N°10, Athens Jean Monnet European Centre of Excellence, https://jmce.gr/portal/wp-content/uploads/2021/12/NR-WP-No-12-_Nathalie-Ros.pdf. [10] N. Ros, « Le droit international de la mer à l’épreuve en Méditerranée orientale », Annuaire de Droit Maritime et Océanique 2021, Tome XXXIV, p. 17-53. [11] Todos los Estados ribereños son naturalmente Partes en el Convenio de Barcelona, pero por supuesto no en todos sus protocolos; y dos de ellos también son miembros de la Unión Europea, Chipre y Grecia. [12] N. Ros, “Delimitation Challenges in the East Mediterranean Sea: an International Law of the Sea perspective”, in Policy Paper on EU’s Eastern Mediterranean Maritime Space, Energy & Security Policies, Jean Monnet European Centre of Excellence Athens 2023, p. 117-130, https://jmce.gr/portal/wp-content/uploads/2023/03/POLICY-PAPER-EU-EMES-611501-EPP-1-2019-1-EL-EPPJMO-PROJECT.pdf. [13] N. Ros, “The Jurisdictionalization of the East Mediterranean Sea”, in Policy Paper on EU’s Eastern Mediterranean Maritime Space, Energy & Security Policies, Jean Monnet European Centre of Excellence Athens 2023, p. 104-116, https://jmce.gr/portal/wp-content/uploads/2023/03/POLICY-PAPER-EU-EMES-611501-EPP-1-2019-1-EL-EPPJMO-PROJECT.pdf.

Soumission à Epi-revel PSEI | Numéro 17 Paul Tavernier, membre du Conseil scientifique de PSEI, nous a quittés le 11 janvier, à l’approche de ses 81 ans. Professeur à Sceaux (Paris XI), de 1995 à sa retraite en 2008, après avoir enseigné aussi à Alger (1969-1971), Grenoble (1971-1975 et 1983-1989), Paris II (1975-1980) et Rouen (1989-1995), il a été l’un des juristes internationalistes importants des dernières décennies. Très attaché à la SFDI – il fut un temps membre de son Conseil –, il était aussi un des piliers de l’Annuaire français de droit international, où il a tenu la chronique « L’année des Nations-unies » pendant cinquante ans (1964-2014). Ayant une remarquable connaissance de l’Organisation mondiale et de ses activités, il avait publié notamment un Que sais-je ? sur Les Casques bleus en 1996 et était la cheville ouvrière de la rédaction de la Charte des Nations unies. Commentaire article par article (sous la direction d’A. Pellet et J.P. Cot, Economica, 1985). Les Mélanges intitulés L’homme dans la société internationale (Bruylant, 2013) qui l’ont justement honoré, donnent une liste, à cette date, de ses très nombreuses publications. Leur titre désigne aussi ce qui a été au cœur de ses travaux – les droits de l’homme et le droit humanitaire. Paul Tavernier avait fondé à Rouen, en 1990, le Centre de recherches et d’études sur les droits de l’homme et le droit humanitaire (CREDHO), qu’il a dirigé dans cette ville jusqu’en 2000, puis à Paris sud. Le nombre de ses travaux dans ce vaste champ est très considérable, beaucoup d’articles et contributions et des ouvrages qu’il a codirigés – il avait réussi à constituer un vaste réseau de coopérations ou le CICR tenait une place de choix – et, pour certains, publiés dans une collection du CREDHO, chez Bruylant, par exemple, avec Abdelwahab Biad, Le droit international humanitaire face aux défis du XXIe siècle, le n° 19 de cette collection, en 2012. Paul Tavernier était au sens plein du terme un enseignant-chercheur. Pour l’auteur de ces lignes, il était aussi un ami de cinquante ans. Lorsque je l’ai rencontré, après son arrivée à Grenoble, Paul était d’une extrême timidité. Cela ne lui facilitait pas les contacts avec les collègues, mais n’a pas empêché que nous ayons vite de très bonnes relations. Le goût de l’international, le fait que nous ayons tous les deux enseigné en Algérie, notre intérêt commun pour la Méditerranée et le Dauphiné et ses montagnes, nous rapprochaient. Paul a contribué aux travaux du CEDSI que je venais de fonder et à la revue Arès, pendant plus d’une dizaine d’années. Après son départ à Rouen et la création du CREDHO, cette coopération a cessé – il était trop occupé avec le CREDHO. Mais nous avons continué à nous voir régulièrement. Quand, avec son épouse Mireille, ils ont eu acheté leur maison de La Bauche, en bordure du massif de la Chartreuse, s’est instauré entre nous un rituel. Chaque année, outre des rencontres occasionnelles à Paris, nous nous retrouvions en septembre, pour une balade, une visite, plus rarement un restaurant, dans nos montagnes. Après le décès de Mireille, qui avait beaucoup affecté Paul, cela a continué, dans le Trièves, le Vercors et encore en Chartreuse, jusqu’à ce que sa santé ne lui permette plus de venir. Nous nous sommes vus une dernière fois à Paris en mai 2019, puis il y a eu le Covid et le téléphone. Paul avait accepté de faire partie de notre Conseil scientifique. J’espérais une contribution de sa part ; mais PSEI est venu trop tard. Au début il avait encore trop de travail en cours, puis plus assez de force. Ainsi vont les choses humaines. Le professeur austère s’en est allé. Restent pour tous ceux qui tiennent aux droits de l’homme, pour un temps, une œuvre écrite importante et, pour les amis, un geste, une parole, une attitude qui, un instant, font revenir le disparu. Pour moi, il s’agit d’un sourire, franc, lumineux, comme étonné d’être si épanoui !

Cette thèse porte sur le comportement hydromécanique d’un mélange de poudre et pellets de bentonite MX80 avec une proportion 80/20 en masse sèche. Il s’agit d’un matériau étudié par l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) dans le cadre du projet SEALEX qui a pour objectif principal la vérification de l’efficacité des dispositifs de scellement ou des barrières ouvragées dans le system du stockage géologique des déchets radioactifs. Le comportement hydromécanique du matériau à différentes échelles a été étudié par différents essais en laboratoire. Premièrement, les changements à l’échelle microstructurale d’un seul pellet de bentonite durant l’hydratation a été abordée à l’aide de deux techniques : la porosimétrie au mercure et la tomographie aux rayons-X. Les résultats ont montré que le gonflement d’un pellet peut être expliqué par deux mécanismes : la création des fissures surtout à des succions entre 38 et 9 MPa, et le gonflement des grains de bentonite, correspondant à l’hydratation des smectites à l’échelle nano. A des succions inférieures à 9 MPa, une diminution de l’épaisseur des feuillets d’argile et une augmentation du désordre des ceux-ci sont observées. Des essais de rétention d’eau, de pression de gonflement et de compression à l’odomètre à succion contrôlée ont été effectués sur le mélange de poudre et pellets. Les propriétés de rétention d’eau sous conditions de volume constant et pour un seul pellet sous conditions de gonflement libre apparaissent similaires pour des valeurs de succion supérieures à 4 MPa. Cela implique que la succion physico-chimique est prédominante devant la succion capillaire. Pour des valeurs de succions plus basses, une capacité de rétention plus faible a été observée sous conditions de volume constant, à relier à la disparition des macro-pores par le gonflement des grains de bentonite. Des valeurs de pression de préconsolidation plus petites que celles des mélanges de bentonite pure ont été obtenues pour des succions non-nulles, montrant l’effet granulaire des pellets dans le mélange. Deux colonnes d’infiltration ont été réalisés afin d’étudier deux cas extrêmes avec une densité sèche globale identique (1.49 Mg/m3). Avec la première colonne, un mélange de poudre et pellets relativement homogène, fabriqué en suivant un protocole spécial a été étudié. En revanche, un mélange fortement hétérogène a été fabriqué dans la deuxième colonne d’infiltration. Les résultats montrent que la pression de gonflement radiale dépend fortement de la distribution des pellets et de la poudre ainsi que de l’évolution du front d’hydratation. Une anisotropie de gonflement a été observée dans les deux cas, avec la pression de gonflement axiale inférieure à celle radiale. De plus, la valeur finale de pression de gonflement axiale est différente pour les deux colonnes, bien que les deux échantillons aient fabriquées avec la même densité sèche globale. En parallèle, plusieurs observations à la tomographie aux rayons-X ont été réalisées sur le mélange de pellets et poudre pendant l’hydratation. Un mélange complètement homogène a été observé après 100 jours d’hydratation à l’échelle étudiée (50 μm/voxel). Un nouveau modèle d’endommagement qui prend en compte des fissures observées au sein du pellet pendant hydratation a été développé en adaptant le Barcelona Expansive Model (BExM). L’essai d’infiltration sur l’échantillon relativement homogène a été simulé avec succès en utilisant le modèle développé. L’hétérogénéité initiale de la porosité a été aussi considérée dans la simulation afin de reproduire l’anisotropie de gonflement. Les résultats expérimentaux obtenus dans le cadre de cette étude permettent de mieux comprendre la réponse des ouvrages de scellement avec le mélange de pellets et poudre de bentonite dans le projet SEALEX. De plus, le modèle développé, qui prend en compte des fissures observées au sein du pellet et l’hétérogénéité initiale du matériau, permettra d’améliorer
The present investigation deals with the hydro-mechanical behavior of a mixture composed of pellets and powder of MX80 bentonite with a proportion of 80/20 in dry mass. This is one of the studied materials by the French Institute for Radiation protection and Nuclear Safety (IRSN) within the SEALEX project, which aims at investigating the long-term performance of swelling clay-based sealing systems in the context of geological high-level radioactive waste disposal. This study has been conducted by following an experimental program covering different scales. Firstly, the microstructure changes while wetting of a single pellet was investigated by combining MIP results with μ-CT observations. Results revealed that swelling of a pellet is due to the development of cracks, with significant development between 38 and 9 MPa of suction, combined to swelling of bentonite grains, which is governed by the hydration mechanisms of smectite at nano-scale. The application of suctions below 9 MPa leads to a significant decrease of the platelet thickness and to an increase in the disorder of the platelet assembly. Water retention tests, swelling pressure tests and suction controlled oedometer tests on the pellet/powder mixture were performed. Similar water retention properties were observed for the mixture under constant-volume condition and pellet under free swelling condition under suctions higher than 4 MPa, suggesting that physico-chemical suction prevails on capillary suction. At lower suctions, constant-volume condition defined a lower water retention capacity because of the disappearance of macro-pores. Lower yield stress values than the common pure bentonite mixtures were found for the pellet/powder mixture for non-zero suctions, showing that the volume change behavior is governed by the rearrangement and crushing of pellets, and the loss of the granular structure in the case of zero suction. Two mock-up tests were performed, aiming at studying two extreme cases at a global dry density of 1.49 Mg/m3: a homogeneous pellet/powder mixture fabricated by following a special protocol, and a strong heterogeneous sample. Results revealed that the radial swelling pressure depends strongly on the local pellet/powder distribution combined with the evolution of the hydration front. An anisotropy swelling was found in both cases, being the axial swelling pressure lower than the radial one. Moreover, different values of axial pressure were found between the two tests, even though they have the same global dry density of samples. In parallel, μ-CT observations were carried out on the mixture while wetting, revealing a homogeneous sealed sample after 100 days of hydration. No density gradients were identified at the investigated resolution (50 μm/voxel) after this long time of hydration. A new damage model, which takes into account the development of fissures within a pellet while wetting, was proposed an included to the well-IVknown double porosity Barcelona Expansive Model (BExM) to carry out numerical simulations of one mock-up test. The initial heterogeneous porosity distribution was also considered to reproduce the anisotropy swelling. The experimental results obtained in this study will greatly help well understand the response of seals made up of pellets/powder bentonite mixture in the SEALEX in situ experiment. Moreover, the constitutive model developed taking into account the pellet cracking damage and the initial sample heterogeneity allows significantly improving the prediction of hydomechanical behavior of seals/plugs made up of this mixture, constituting thus an useful tool for the safety assessment of the nuclear waste disposal system

Les matériaux à base de bentonite sont envisagés pour la réalisation des ouvrages de fermeture dans les concepts de stockage de déchets radioactifs. Dans ce contexte, les matériaux mis en place sous forme de mélanges de granules (pellets) de bentonite sont étudiés car ils présentent moins de contraintes d’installation comparés aux blocs préfabriqués. Les pellets sont disposés dans les galeries à l’état sec et forment un matériau granulaire. Le matériau est humidifié par l’eau issue de la roche encaissante et acquiert une texture homogène. Avant homogénéisation, le caractère granulaire du matériau contrôle son comportement.Ce travail se concentre sur la caractérisation expérimentale et la modélisation numérique d’un mélange de pellets et pellets concassés (poudre) de bentonite en proportion 70/30 en masse sèche, envisagé pour réaliser les ouvrages de fermeture dans le concept français de stockage de déchets radioactifs. La proposition, l’implémentation et la validation d’un modèle de comportement tenant compte de la nature granulaire initiale et d’éventuelles hétérogénéités locales de densité est l’objectif principal de ce travail.L’influence de la nature granulaire est mise en évidence par l’intermédiaire d’essais de pression de gonflement à succion contrôlée au laboratoire. Les essais sont réalisés sur des échantillons préparés à différentes teneurs en poudre. A partir d’une caractérisation expérimentale à l’échelle du pellet, un modèle simple décrivant le comportement hydromécanique du pellet est proposé et implémenté dans un code de calcul utilisant la méthode des Éléments Discrets (DEM). Les essais réalisés au laboratoire sur les échantillons sans poudre sont simulés par la DEM et le modèle proposé. Les résultats expérimentaux sont reproduits de manière satisfaisante. Cette méthode est utilisée pour simuler de larges assemblages granulaires de densités variées soumis à des sollicitations hydromécaniques. Les paramètres influençant le comportement macroscopique des assemblages de pellets à l’état « granulaire » sont identifiés à partir de ces simulations. Un ensemble de lois de comportement sont proposées pour modéliser le matériau comme un milieu continu.La transition de l'état granulaire à l’état homogène est décrite par des critères faisant intervenir la succion et les fractions volumiques relatives des pellets et de la poudre. Une version modifiée du Barcelona Basic Model est proposée pour modéliser le comportement du matériau à l’état « homogène ». Le modèle est implémenté dans le code de calcul par Éléments Finis (FEM) BIL. Les essais de pression de gonflement réalisés au laboratoire sur des échantillons contenant différentes teneurs en poudre sont reproduits de manière satisfaisante, sur l’ensemble du chemin d’humidification, en utilisant un unique jeu de paramètres.Le comportement du matériau au cours de l’humidification en conditions de volume constant est finalement étudié à plus grande échelle par la réalisation d’essais d’imbibition en modèle réduit au laboratoire, à différentes teneurs en poudre. Les cellules sont de section carrée avec une face vitrée. Une caméra permet l’observation de l’évolution de la texture du matériau au cours de l’humidification. La prédominance des transferts en phase vapeur dans le processus de saturation du matériau, l’influence et l’évolution de la structure granulaire au cours de l’humidification et l’influence de la teneur en poudre sur la réponse macroscopique du mélange sont mis en évidence. Des lois de transferts hydriques sont proposées à partir des résultats et observations expérimentales et implémentées dans le code BIL. La perspective principale de ce travail est la réalisation de simulations à plus grande échelle en utilisant le modèle développé. Ainsi, des problématiques inhérentes à l’utilisation des mélanges de pellets et poudre, notamment la nature granulaire initiale et les hétérogénéités locales de densité, pourront être prises en compte
Bentonite based materials are considered as a sealing material in radioactive waste disposal concepts because of their low permeability, radionuclide retention capacity and ability to swell upon hydration, thus filling technological gaps. Within this context, bentonite pellet mixtures have been studied owing to operational convenience. Pellets are laid in the galleries in a dry state as a granular assembly. The mixture progressively becomes more homogeneous upon hydration by the pore water of the host rock. Before homogenisation, the granular structure of the material controls the macroscopic behaviour of the mixture.The present work focuses on the experimental characterisation and numerical modelling of a mixture of bentonite pellet and crushed pellet (powder), in proportion 70/30 in dry mass, a candidate sealing material in the French concept of radioactive waste disposal. The proposition, implementation and validation of a new modelling framework, considering features such as the initial granular structure of the material or local heterogeneities of densities, is the main objective of this PhD work.The influence of the initial granular structure is evidenced by performing suction-controlled swelling pressure tests in the laboratory, using samples of various powder contents. From grain-level experimental characterisation, a simple model describing the hydromechanical behaviour of a pellet is proposed and implemented in a Discrete Element Method (DEM) code. Using DEM and the proposed model, aforementioned swelling pressure tests performed on samples containing no powder are satisfactorily simulated. The same method is used to model large granular assemblies of various pellet densities upon hydromechanical loadings. Relevant parameters involved in the macroscopic behaviour of pellet mixtures in “granular” state are identified from simulation results and constitutive laws are proposed to describe the hydromechanical behaviour of these materials using a continuum mechanics approach.The transition from “granular” state to “homogenised” state is described by criteria proposed from experimental results and data available in the literature and involves suction and relative volume fractions of pellet and powder. A modified version of the Barcelona Basic Model is proposed to model the material behaviour in “homogenised” state. The proposed model is implemented in the Finite Element Method (FEM) code BIL. Using a single set of parameters, all swelling pressure tests performed in the laboratory are satisfactorily reproduced in FEM simulations along the entire hydration path.The material behaviour upon hydration in constant volume condition is finally studied at a larger scale by performing mock-up imbibition tests, using various powder contents. Cells have a square section; a glass side and a camera allow the texture to be observed during hydration. The dominance of vapour transfers in the saturation process of the material, the influence and evolution of the granular structure upon hydration, and the influence of the powder content on the macroscopic response are notably identified. Transfer laws are proposed to describe the observed material behaviour in the mock-up tests and implemented in BIL.The realisation of larger scale coupled simulations using the proposed hydromechanical model is a perspective arising from this PhD work. Predictive simulations could be performed at the structure scale, considering relevant features such as the initial granular structure and local heterogeneities of density in the sealing plugs

Lors de la fermeture du stockage géologique des déchets radioactifs, l’ensemble des galeries souterraines sont remblayées et localement des scellements sont installés pour limiter la circulation de l’eau dans les ouvrages. Pour le remblaiement des galeries de Cigéo, l'argilite du Callovo-Oxfordien (COx) remaniée, mélangée avec de la bentonite (MX80) est envisagée par l’Andra. Différentes solutions d'installation sont à l'étude et en particulier la forme de granules (pellets), une solution qui pourra offrir des avantages opérationnels. L’assemblage de pellets est mis en place dans des galeries à l'état sec. Cette structure granulaire est progressivement homogénéisée par le gonflement lors de l'hydratation par l’eau issue de la roche encaissante. Cette thèse se concentre sur la détermination et la fabrication de mélanges de pellets, ainsi que l'évaluation de son comportement hydromécanique. La granulométrie des pellets est choisie pour aboutir à la densité de mise en place la plus élevée possible, qui est caractérisée comme étant la granulométrie optimale. Le mélange COx/MX80 doit produire un comportement hydromécanique adéquat de manière à reprendre les vides technologiques inhérent à la mise en place, et à long terme, réduire le déplacement des blocs de revêtements lors de la rupture de celui-ci. L’objectif est de limiter un endommagement de la roche environnante. Des dépôts gravitationnels sont réalisés numériquement et expérimentalement, pour étudier la compacité d'un matériau granulaire, sans compactage mécanique. Des simulations utilisant la méthode des éléments discrets étudient l'effet granulométrique sur la densité de la mise en place, définissant un fuseau optimal. Des expériences supplémentaires sont menées pour évaluer et finaliser la sélection granulométrique qui maximise la densité du mélange. Les études examinent l'effet de paramètres supplémentaires (protocole de mise en place, frottement inter-particules, hauteur de dépôt,…) sur la compacité. La pelletization sur la base de la granulométrie choisie est réalisée pour la première fois sur des mélanges COx/MX80. La méthode de compression est appliquée en utilisant une machine à comprimés reconditionnée. La fabrication des pellets et l’optimisation de la production est analysée. Le comportement hydromécanique des mélanges COx/MX80 est étudié expérimentalement par des essais d'infiltration à volume libre et constant. Une étude paramétrique sur mélanges COx/MX80 en poudre est menée pour caractériser les propriétés physico-chimiques et évaluer leur capacité de gonflement aux densités attendues à la mise en place. En revanche, l'ensemble des pellets finalisé avec diverses compositions est directement testé en termes de pression de gonflement et de conductivité hydraulique
The safe operation of the geological disposal facilities for radioactive waste indicates the galleries progressive closure, by installing sealing and backfill materials. The French disposal concept examines the crushed excavated Callovo-Oxfordian (COx) claystone with bentonite additive (MX80) as backfill material. One of the ongoing studied backfill solutions considers the pelletized implementation of the mixture, due to potential set-up advantages. The pelletized mixture is emplaced inside the galleries at dry state, presenting initially a granular structure, gradually homogenised, due to swelling upon hydration from the groundwater of the surrounding rock. Objective of the PhD thesis is the determination and manufacturing of the pelletized mixture, as well as the analysis of its hydro-mechanical behaviour. The pelletized granulometry is selected to result in the highest possible packing density, defining the optimum grain size distribution (GSD). The implemented COx/MX80 backfill needs to present hydro-mechanical properties capable of limiting the voids after the saturation on the drift as well as blocking the concrete movement when liners cracking will occur in the long-term. Numerical and experimental gravitational deposits are conducted, to study the compactness of a granular material, without mechanical compaction. Simulations using the Discrete Element Method (DEM) investigate the granulometric effect on the granular material’s packing state, determining an optimum GSD. Supplementary experiments are used to evaluate and finalise the granulometric selection maximising the resulting density. Both studies investigate the effect of additional parameters (implementation protocol, inter-particle friction, deposit height,…) on the packing state. The pelletization of the selected GSD is performed for the first time on COx/MX80 powdered mixtures, by applying the compression method on a reconditioned tablet machine. The process is analysed to successfully fabricate pellets and optimise the challenging pellet production. COx/MX80 mixtures hydro-mechanical behaviour is experimentally investigated by performing infiltration tests under free and confined volume conditions. A parametric study on various powdered mixtures is conducted to characterise the materials physicochemical properties and evaluate their swelling capacity at densities expected on the backfill implementation. On the other hand, the finalised pellets assembly on various compositions is directly tested in terms of swelling pressure and hydraulic conductivity

La combustion de résidus de biomasse, généralement peu valorisés, pourrait apporter une solution d’approvisionnement intéressante pour la production d’énergie, allégeant la pression sur les ressources forestières. Toutefois, la composition chimique de ces résidus est à l’origine de problèmes techniques autant qu’environnementaux dans les procédés de combustion existants, ce qui limite leur utilisation. Deux de ces problèmes ont été traités dans cette thèse : les émissions de NOX et la quantité de potassium volatilisée lors de la combustion de différents résidus. Des essais de combustion ont été menés dans des réacteurs à l’échelle du laboratoire, sur des granulés de biomasse pure ou en mélange. Contrairement à la volatilisation du potassium, qui est liée à la teneur en différents éléments inorganiques, une relation linéaire forte (R² = 0,98) entre les émissions de NOX et la teneur en azote du combustible a été établie pour les granulés de biomasse pure. Des écarts par rapport à cette relation linéaire ont été observés dans le cas des essais menés sur des granulés de mélange, mettant en relief que la teneur en azote n’est pas le seul paramètre impliqué. Les travaux menés ont ainsi permis d’établir de manière originale que des synergies peuvent exister dans les granulés de mélange de résidus de biomasse, conduisant à des comportements différant de l’additivité directe des comportements des biomasses prises séparément. Ces synergies permettraient d’atténuer les problèmes causés par l’utilisation de ces résidus dans des chaudières en agissant de manière ingénieuse directement sur les propriétés des combustibles sans modification du procédé
Combustion of biomass residues, which are generally poorly valued, could provide an attractive supply solution for energy production, alleviating pressure on forest resources. However, the chemical composition of these residues is causing both technical and environmental problems in existing combustion processes, which limits their use. Two of these problems have been addressed in this thesis: the amount of volatilized potassium and NOX emissions, when burning different residues. Combustion tests have been conducted in laboratory-scale reactors on pure and mixed biomass pellets. Variations in the amount of volatilized potassium was found to be linked to the content of multiple chemical elements for pure biomass pellets. In the case of NOx emissions, a strong correlation (R² = 0.98) with the nitrogen content of the fuel was found for pure biomass pellets. However, deviations from this linear relationship were observed for trials conducted on mixed biomass pellets, highlighting that the nitrogen content is not the only parameter involved. The work carried out thus made it possible to establish in an original way that synergies can exist in the pellets made of a mixture of biomass residues, leading to beneficial behaviors differing from the direct additivity of the biomass behaviors taken separately. These synergies could allow to mitigate the problems caused by the use of these residues in boilers by ingeniously acting directly on the properties of the fuels without modification of the process