Dissertations / Theses: 'Oxfordium'

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Rais, Pauline Sophie Claudine. "Evidence for a major paleoceanographic reorganization during the Late Jurassic : insights from sedimentology and geochemistry /." Zürich : ETH, 2007. http://e-collection.ethbib.ethz.ch/show?type=diss&nr=16932.

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2

Reyle, Michael. "Fazies- und Beckenentwicklung im Oxfordium (Oberjura) des zentralen Lusitanischen Beckens (Portugal)." [S.l. : s.n.], 2004. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB11103981.

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Laternser, Ralf. "Oberjurassische Korallenriffe von Nordostfrankreich (Lothringen) und Südwestdeutschland." [S.l. : s.n.], 2001. http://www.bsz-bw.de/cgi-bin/xvms.cgi?SWB9372874.

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Cäsar, Sebastian [Verfasser], and Christian [Akademischer Betreuer] Betzler. "Sedimentologie und Sequenzstratigraphie oberjurassischer Karbonate von Norddeutschland (Oxfordium, Kimmeridgium, Niedersächsisches Becken) / Sebastian Cäsar. Betreuer: Christian Betzler." Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2012. http://d-nb.info/1025150937/34.

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Cäsar, Sebastian Verfasser], and Christian [Akademischer Betreuer] [Betzler. "Sedimentologie und Sequenzstratigraphie oberjurassischer Karbonate von Norddeutschland (Oxfordium, Kimmeridgium, Niedersächsisches Becken) / Sebastian Cäsar. Betreuer: Christian Betzler." Hamburg : Staats- und Universitätsbibliothek Hamburg, 2012. http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:gbv:18-57862.

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Mahjoub, Mohamed. "Modélisation du couplage endommagement-perméabilité dans les géomatériaux anisotropes. Application aux ouvrages souterrains du site de Bure." Thesis, Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEM043/document.

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Abstract:

Le but de cette thèse est de mettre en place un nouveau modèle de comportement hydromécanique permettant de prendre en compte les anisotropies initiale et induite et l'impact de l'endommagement mécanique sur la perméabilité. Afin de construire ce modèle, une nouvelle approche de modélisation permettant d'étendre les lois de comportement mécaniques des matériaux isotropes aux matériaux anisotropes est développée. Cette approche, employée dans le cadre des milieux continus à variables internes, est utilisée pour construire une loi de comportement elasto-viscoplastique qui distingue les régimes de sollicitation en compression et en traction. Un tenseur de second ordre est introduit pour décrire l'anisotropie induite suite à des sollicitations de traction et une variable interne scalaire est utilisée pour traduire le durcissement/adoucissement du matériau suite à des sollicitations de compression. Sous des sollicitations complexes, ces deux mécanismes sont couplés et l'effet de fermeture/réouverture des fissures est traité. Le couplage endommagement-perméabilité est ensuite modélisé par l'introduction d'une loi phénoménologique reliant la perméabilité intrinsèque du matériau aux variables internes de la mécanique.Ce modèle a été appliqué dans le cas des ouvrages souterrains du site de Bure afin de comprendre les mécanismes d'altération des propriétés hydromécaniques autour des galeries et des alvéoles de stockage causée non seulement par les opérations de creusement mais également par les surpressions dues à la production d'hydrogène gazeux suite à la corrosion des parties métalliques des modules de déchets
This thesis aims to introduce a new hydromechanical constitutive model taking into account both initial and induced anisotropies and the impact of the mechanical damage on the permeability. To build this model, a new modeling approach is developed allowing the extension of mechanical behavior laws from isotropic materials to transversely isotropic materials. This approach is used, within the framework of continuous media with internal variables, to propose an elasto-viscoplastic behavior law that distinguishes between compressive and tensile loading regimes. A second order tensor is introduced to describe the induced anisotropy due to tensile loadings, and a scalar internal variable is employed to account for hardening and softeningof the material due to compressive loadings. Under complex loadings, these two mechanisms are coupled, and the effect of cracks closing/reopening is taken into consideration. The damage-permeability coupling is modeled by the introduction of a phenomenological law linking the material intrinsic permeability to the mechanical internal variables.The developed model is applied to the case of the underground drifts of Bure site in order to better understand the mechanisms of hydromechanical properties alteration, around drifts and storing cells. Not only the impact of the excavation operations is considered but also the consequences of the overpressures caused by the produced hydrogen due to the corrosion of the metallic parts of nuclear waste containers

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Collin, Pierre-Yves. "Environnements, géochimie et processus de formation de séries condensées au Callovo-Oxfordien : du Bassin de Paris à des considérations globales." Dijon, 2000. http://www.theses.fr/2000DIJOS092.

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Mélendez, Hevia Guillermo. "El Oxfordiense en el sector central de la Cordillera Ibérica, provincias de Zaragoza y Terúel /." [Zaragoza] : [Terúel] : Institución Fernando el Católico ; Instituto de estudios turolenses, 1989. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb35702465f.

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Mahjoub, Mohamed. "Modélisation du couplage endommagement-perméabilité dans les géomatériaux anisotropes. Application aux ouvrages souterrains du site de Bure." Electronic Thesis or Diss., Paris Sciences et Lettres (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017PSLEM043.

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Abstract:

Le but de cette thèse est de mettre en place un nouveau modèle de comportement hydromécanique permettant de prendre en compte les anisotropies initiale et induite et l'impact de l'endommagement mécanique sur la perméabilité. Afin de construire ce modèle, une nouvelle approche de modélisation permettant d'étendre les lois de comportement mécaniques des matériaux isotropes aux matériaux anisotropes est développée. Cette approche, employée dans le cadre des milieux continus à variables internes, est utilisée pour construire une loi de comportement elasto-viscoplastique qui distingue les régimes de sollicitation en compression et en traction. Un tenseur de second ordre est introduit pour décrire l'anisotropie induite suite à des sollicitations de traction et une variable interne scalaire est utilisée pour traduire le durcissement/adoucissement du matériau suite à des sollicitations de compression. Sous des sollicitations complexes, ces deux mécanismes sont couplés et l'effet de fermeture/réouverture des fissures est traité. Le couplage endommagement-perméabilité est ensuite modélisé par l'introduction d'une loi phénoménologique reliant la perméabilité intrinsèque du matériau aux variables internes de la mécanique.Ce modèle a été appliqué dans le cas des ouvrages souterrains du site de Bure afin de comprendre les mécanismes d'altération des propriétés hydromécaniques autour des galeries et des alvéoles de stockage causée non seulement par les opérations de creusement mais également par les surpressions dues à la production d'hydrogène gazeux suite à la corrosion des parties métalliques des modules de déchets
This thesis aims to introduce a new hydromechanical constitutive model taking into account both initial and induced anisotropies and the impact of the mechanical damage on the permeability. To build this model, a new modeling approach is developed allowing the extension of mechanical behavior laws from isotropic materials to transversely isotropic materials. This approach is used, within the framework of continuous media with internal variables, to propose an elasto-viscoplastic behavior law that distinguishes between compressive and tensile loading regimes. A second order tensor is introduced to describe the induced anisotropy due to tensile loadings, and a scalar internal variable is employed to account for hardening and softeningof the material due to compressive loadings. Under complex loadings, these two mechanisms are coupled, and the effect of cracks closing/reopening is taken into consideration. The damage-permeability coupling is modeled by the introduction of a phenomenological law linking the material intrinsic permeability to the mechanical internal variables.The developed model is applied to the case of the underground drifts of Bure site in order to better understand the mechanisms of hydromechanical properties alteration, around drifts and storing cells. Not only the impact of the excavation operations is considered but also the consequences of the overpressures caused by the produced hydrogen due to the corrosion of the metallic parts of nuclear waste containers

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Aburto, Mardones Danitza. "Filtrage géostatistique de données géophysiques en vue de la cartographie de l’impédance d’une formation argileuse : exemple du Callovo-Oxfordien de Meuse." Thesis, Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0012/document.

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Abstract:

Dans le cadre de recherches menées par l'ANDRA, qui visent à évaluer la faisabilité de créer un stockage de déchets radioactifs dans la formation argileuse du Callovo Oxfordien, cette thèse s'intéresse à deux étapes indispensables pour obtenir une image 3D du sous sol. La première étape concerne la cartographie de la géométrie de la formation. Celle-ci est déterminée à partir de temps pointés le long de profils sismiques, orientés suivant deux directions principales. Aux intersections, les valeurs enregistrées par deux profils sont différentes. Le faible nombre d'intersections ne permettant pas une étude détaillée du comportement spatial de ces différences, elles sont analysées par le biais du pseudo variogramme croisé. L'analyse variographique permet de choisir un modèle cohérent pour l'ensemble des profils. À partir de ce modèle une estimation du temps corrigée est présentée. La deuxième étape concerne l'étude de l'impédance, variable liée aux propriétés intrinsèques de la roche. Deux types de mesure sont disponibles. D'une part l'impédance sismique résultant de l'inversion géophysique de l'amplitude enregistrée le long de profils de sismique réflexion est largement étendue dans la zone d'intérêt. D'autre part, l'impédance log, résultant du produit de la densité de la roche et de la vitesse des ondes P, n'est connue uniquement dans quelques puits. Le comportement spatial bivariable, le long de la direction verticale, a permis de formuler l'hypothèse suivante : chaque mesure d'impédance est décomposée en une somme d'une variable Z (commune aux deux mesures) et d'un résidu différent pour chaque mesure. Sous certaines hypothèses supplémentaires, il est possible d'estimer la composante commune sur l'ensemble des sections sismiques. En complément à ces études, d'autres points ont été évoqués, par exemple la correspondance entre procédés géophysiques et géostatistiques, ou la prise en compte d'incertitude sur les amplitudes
In the framework of researches carried out by ANDRA (the French agency for nuclear waste), which aim at evaluating the feasibility of creating a repository of radioactive waste in the Callovo Oxfordian clay formation. This thesis studies two key steps to obtain a 3D image of the formation: its geometry and its internal heterogeneity. The geometry of the sedimentary formation is determined from seismic time picking along profiles. These profiles are oriented along two main directions. At the intersections, the values registered by two profiles are different. The low number of intersections does not allow a precise study of the spatial behavior of these differences; they are analyzed via the pseudo-cross-variogram. The variography analysis allows the choice of a coherent model for all the profiles, from which an estimation of the corrected time is presented. The internal heterogeneity is performed through the study of the impedance, a variable linked to the intrinsic properties of the rock. Two types of measurements are available. On one hand, the seismic impedance resulting from the geophysical inversion of the amplitude recorded along seismic reflection profiles is densely distributed in the area of interest. On the other hand, the impedance log, resulting from the product of rock density and P wave velocity, is known at only few wells. Bivariate spatial behavior along the vertical direction has allowed the formulation of the following hypothesis: each impedance measurement can be decomposed into a sum of a variable Z (common to both measures) and a residual specific to each measure. Under certain supplementary hypotheses, it is possible to estimate the common component along the seismic sections. Some complements to these studies are mentioned, for example the correspondence between geophysical and geostatistical methods or the consideration of uncertainty in the amplitudes

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Guayacan, Carrillo Lina María. "Analysis of long-term closure in drifts excavated in Callovo-Oxfordian claystone : roles of anisotropy and hydromechanical couplings." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1120/document.

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Abstract:

L'Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) a commencé en 2000 la construction du Laboratoire Souterrain de Meuse / Haute-Marne (LS-M/HM) avec l'objectif principal de démontrer la faisabilité d’un stockage géologique dans l’argilite du Callovo-Oxfordien. Un réseau de galeries expérimentales a été excavé, principalement en suivant les directions des contraintes horizontales (majeure et mineure), avec des variations sur : la méthode d'excavation, la géométrie de la structure et le soutènement. Chaque galerie a été instrumentée en différentes sections pour suivre le comportement hydromécanique de la roche face à l’excavation. Le suivi de la zone autour des galeries excavées au niveau principal (-490 m) a révélé le développement d'une zone fracturée (fractures en extension et en cisaillement) induite par l'excavation. La distribution de la zone fracturée dépend à la fois de l'orientation de la galerie et du champ de contraintes in-situ et a une influence importante sur la déformation des galeries. En effet, les mesures de convergence ont montré une fermeture anisotrope de la section de la galerie. De plus, il a été observé un champ de distribution anisotrope de la pression de pores ainsi que des surpressions autour des galeries.Afin d’analyser la réponse anisotrope du massif pendant l’excavation et après celle-ci, les travaux effectués dans le cadre de la thèse sont axés principalement sur une étude directe des mesures de convergence in-situ. Cette analyse s’effectue à l’aide de la loi semi-empirique proposée par Sulem et al. (1987) [Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 24: 145–154]. A cet égard, différentes galeries excavées dans le LS-M/HM ont été étudiées. Ces galeries présentent certaines différences dans leurs orientations et l’état initial des contraintes, dans la méthode et la vitesse d’excavation ainsi que dans les diamètres de la section et les types de soutènements installées. Cette analyse permet d’obtenir des prédictions fiables de la convergence à long-terme, ce qui peut servir pour le dimensionnement et la prévision de la performance du soutènement à long-terme.En outre, nous avons étudié la réponse anisotrope du champ de pression interstitielle observée in-situ. Cette analyse est basée sur une approche poroélastique anisotrope. L’objectif principal est de reproduire qualitativement l’évolution de la pression des pores autour des galeries avec une approche simple qui prend en compte l’anisotropie intrinsèque du matériau. Enfin, une analyse de l’apparition de la rupture montre le rôle clé que joue le couplage hydromécanique dans l’extension de la zone fracturée
The French National Radioactive Waste Management Agency (Andra) began in 2000 the construction of an Underground Research Laboratory (URL) with the main goal of demonstrating the feasibility of a geological repository in Callovo-Oxfordian claystone. Several research programs have taken place to improve the knowledge of the rock properties and its response to the excavation progress. A network of experimental drifts has been constructed with variations on: excavation method, structure geometry, supports system and orientations with respect to principal stresses’ directions. In each drift different sections have been instrumented to monitor the hydro-mechanical behavior of the rock mass formation. Continuous monitoring of the excavated zone around the drifts in the main level (-490 m) revealed the development of a fractured zone (extensional and shear fractures) induced by the excavation. The extent of this fractured zone depends on the drift orientation regarding the in-situ stress field. Accordingly, the convergence measurements showed an anisotropic closure which depends also on the drifts’ orientations. Moreover, marked overpressures and an anisotropic pore pressure field around the drifts have been also observed.The approach proposed in this work is mainly based on a direct analysis of the convergence measurements, for studying the anisotropic response of the rock formation during and after excavation. The convergence evolution is analyzed on the basis of the semi-empirical law proposed by Sulem et al. (1987) [Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 24: 145–154]. The monitoring and analysis of convergence data can provide a reliable approach of the interaction between rock mass and support. Therefore, the anisotropy and the variability of the closure are analyzed taking into account different field cases: drifts excavated in two different orientations (i.e. influence of the initial stress state), different methods, sizes and rates of excavation and different supports systems with different conditions of installation. This broad range of cases permits to refine the analysis for reliable predictions of the convergence evolution in the long term. This approach can thus be used for the design of various types of support and the evaluation of its performance in the long term.On the other hand, the pore pressure evolution induced by excavation of drifts as recorded in situ has been analyzed. The anisotropic response observed in-situ suggests that the intrinsic anisotropy of the material plays a key role in the response of the rock formation. To understand these phenomena, an anisotropic poroelastic analysis of the pore pressure evolution induced by the drift excavation is performed. The main goal is to simulate the main trends of the pore pressure evolution with a simple model taking into account the inherent anisotropy of the material. Finally, an analysis of the onset of failure shows the key role of the hydro-mechanical coupling on the extension of the failed zone around the drifts

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Bonnot, A. "Les aspidoceratidae (ammonitina) en Europe occidentale au callovien supérieur et à l'oxfordien inférieur." Dijon, 1995. http://www.theses.fr/1995DIJOS057.

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Abstract:

La famille des aspidoceratidae apparait en Europe occidentale au callovien supérieur et constitue à l'oxfordien une part souvent importante des faunes ammonitiques. Dans un cadre biostratigraphique dont la précision atteint souvent celle de l'horizon, l'analyse de l'ontogenèse et de la variabilité au sein de nombreuses populations récoltés in situ permet: - de définir deux ensembles bases sur des stades ontogénétiques initiaux distincts. Ces ensembles ont valeur de sous-familles: peltoceratinae (genres peltoceras et peltoceratoides) et euaspidoceratinae (genre euaspidoceras) ; - de démontrer le double polymorphisme des peltoceratinae: dimorphisme macroconque - microconque, considéré comme d'origine sexuel, auquel s'ajoute un polymorphisme non sexuel qui se manifeste par la coexistence possible, au sein d'une même espèce, de plusieurs morphes macroconques et de plusieurs morphes microconques ; - de mettre en évidence un dimorphisme sexuel chez les euaspidoceratinae, les microconques correspondant au genre mirosphinctes ; - de redéfinir les espèces, qui deviennent des ensembles aussi naturels que possible, caractérisés surtout par leur séquence ontogénétique, mais aussi par leur extension stratigraphique ; - d'évaluer les relations entre l'ontogenèse et la phylogenèse et de proposer une interprétation heterochronique de l'évolution dans les deux sous-familles. Cette évolution apparait comme le résultat des contraintes internes mais aussi des contraintes externes, tant biologiques (compétition intergroupes) que physiques (eustatisme, paléoprofondeur). Plusieurs hypothèses sont envisagées pour expliquer l'origine des aspidoceratidae. Une analyse synécologique des peuplements ammonitiques permet d'aborder leur paleobiogéographie. Enfin, l'analyse autoécologique des aspidoceratidae permet de proposer un mode de vie compatible avec les données synécologique et évolutives.

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Aburto, Mardones Danitza. "Filtrage géostatistique de données géophysiques en vue de la cartographie de l’impédance d’une formation argileuse : exemple du Callovo-Oxfordien de Meuse." Electronic Thesis or Diss., Paris, ENMP, 2012. http://www.theses.fr/2012ENMP0012.

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Abstract:

Dans le cadre de recherches menées par l'ANDRA, qui visent à évaluer la faisabilité de créer un stockage de déchets radioactifs dans la formation argileuse du Callovo Oxfordien, cette thèse s'intéresse à deux étapes indispensables pour obtenir une image 3D du sous sol. La première étape concerne la cartographie de la géométrie de la formation. Celle-ci est déterminée à partir de temps pointés le long de profils sismiques, orientés suivant deux directions principales. Aux intersections, les valeurs enregistrées par deux profils sont différentes. Le faible nombre d'intersections ne permettant pas une étude détaillée du comportement spatial de ces différences, elles sont analysées par le biais du pseudo variogramme croisé. L'analyse variographique permet de choisir un modèle cohérent pour l'ensemble des profils. À partir de ce modèle une estimation du temps corrigée est présentée. La deuxième étape concerne l'étude de l'impédance, variable liée aux propriétés intrinsèques de la roche. Deux types de mesure sont disponibles. D'une part l'impédance sismique résultant de l'inversion géophysique de l'amplitude enregistrée le long de profils de sismique réflexion est largement étendue dans la zone d'intérêt. D'autre part, l'impédance log, résultant du produit de la densité de la roche et de la vitesse des ondes P, n'est connue uniquement dans quelques puits. Le comportement spatial bivariable, le long de la direction verticale, a permis de formuler l'hypothèse suivante : chaque mesure d'impédance est décomposée en une somme d'une variable Z (commune aux deux mesures) et d'un résidu différent pour chaque mesure. Sous certaines hypothèses supplémentaires, il est possible d'estimer la composante commune sur l'ensemble des sections sismiques. En complément à ces études, d'autres points ont été évoqués, par exemple la correspondance entre procédés géophysiques et géostatistiques, ou la prise en compte d'incertitude sur les amplitudes
In the framework of researches carried out by ANDRA (the French agency for nuclear waste), which aim at evaluating the feasibility of creating a repository of radioactive waste in the Callovo Oxfordian clay formation. This thesis studies two key steps to obtain a 3D image of the formation: its geometry and its internal heterogeneity. The geometry of the sedimentary formation is determined from seismic time picking along profiles. These profiles are oriented along two main directions. At the intersections, the values registered by two profiles are different. The low number of intersections does not allow a precise study of the spatial behavior of these differences; they are analyzed via the pseudo-cross-variogram. The variography analysis allows the choice of a coherent model for all the profiles, from which an estimation of the corrected time is presented. The internal heterogeneity is performed through the study of the impedance, a variable linked to the intrinsic properties of the rock. Two types of measurements are available. On one hand, the seismic impedance resulting from the geophysical inversion of the amplitude recorded along seismic reflection profiles is densely distributed in the area of interest. On the other hand, the impedance log, resulting from the product of rock density and P wave velocity, is known at only few wells. Bivariate spatial behavior along the vertical direction has allowed the formulation of the following hypothesis: each impedance measurement can be decomposed into a sum of a variable Z (common to both measures) and a residual specific to each measure. Under certain supplementary hypotheses, it is possible to estimate the common component along the seismic sections. Some complements to these studies are mentioned, for example the correspondence between geophysical and geostatistical methods or the consideration of uncertainty in the amplitudes

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Baron, Louise. "Sea level changes in the Oxfordian stage of Britain and France." Thesis, Imperial College London, 1997. http://hdl.handle.net/10044/1/7899.

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Scholtus, Nicolas. "Altération pédogénétique des argilites du Callovo-Oxfordien soumises à la végétalisation." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2003. http://www.theses.fr/2003INPL056N.

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Abstract:

La végétalisation permet de remédier aux profondes perturbations qui affectent le paysage, à la suite du remaniement ou de l'excavation de matériaux minéraux. Une telle pratique entraine la création d'écosystèmes originaux dont la dynamique de fonctionnement est encore peu connue. Ce travail est consacré à l'étude des processus précoces et à long terme d'altération pédogenétique de matériaux rocheux carbonatés, excavés puis végétalisés. Il s'agit de caractériser l'influence de la végétation et en particulier des mécanismes rhizosphériques impliquant les exsudats racinaires complexants sur l'évolution de la composition des solutions et des phases minérales et de pronostiquer les différentes étapes de l'évolution pédogenétique des matériaux. Le travail expérimental a été mené sur deux roches sédimentaires argilo-calcaires: les argilites du Callovo-Oxfordien, extraites d'une couche géologique profonde durant la construction du laboratoire souterrain de l'Andra à Bure, et un matériau analogue, les argiles à Opalinus. Les matériaux ont d'abord fait l'objet d'une caractérisation chimique et minéralogique complète. Des essais en vases de végétation ont permis d'examiner les premiers stades d'altération des argiles à Opalinus en présence d'une Grarninée, Festuca rubra L. Et d'une Légumineuse, Lotus comiculatus L. Des expériences de transport réactif associées à la modélisation ont ensuite pennis d' étudier le rôle de trois composés organiques rhizosphériques complexants (acétate, oxalate, histidine) et d'un ligand synthétique modèle, l'EDTA, dans l'altération d'agrégats standardisés d'argilite. Enfin, l'évolution pédogénétique à long tenne des matériaux végétalisés a été établie à partir d'une approche prédictive basée sur la comparaison entre les argilites non altérées et deux sols évolués, formés au niveau d'affleurements naturels de ces mêmes argilites. La caractérisation minéralogique et chimique des matériaux rocheux a révélé le faible degré d'altération pédogenétique des deux argilites, qui leur confère une forte réactivité lorsqu'elles sont soumises aux conditions de la surface. Malgré la forte salinité du milieu, les plantes se développent directement sur le matériau rocheux; la présence d'un couvert végétal entraine une forte augmentation des concentrations des espèces majeures en solution (Ca2+, Mi+, Na+, cr et SO4[exposant]2-) et la précipitation de phases minérales secondaires (ex: gypse). Réciproquement, la forte salinité de la solution provoque chez les deux plantes l'apparition de carences en Ca et Mg, et une absorption de Na, Fe, Mn et Al anormalement élevée. Les résultats obtenus dans les simulations de pédogenèse accélérée en colonne ont montré que les carbonates (calcite) contrôlent de façon prépondérante la chimie des solutions et de là la nature et l'intensité des réactions d'altération par les ligands organiques. La dissolution des silicates et oxydes métalliques par les agents complexants est ainsi limitée honnis dans le cas de l'EDTA. A long terme, la pédogenèse sur les matériaux végétalisés devrait s'inscrire dans la séquence évolutive sols carbonatés - sols brunifiés, avec comme principaux processus la lixiviation des phases solubles, l'enrichissement de surface en matière organique, une décarbonatation superficielle puis la brunification progressive du profil. Enfin, sur un plan pratique, les principales contraintes pour la végétalisation de ces matériaux rocheux résident dans leur caractère oligotrophe et leur forte salinité.

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He, Zheng. "Quelques contributions à la modélisation micromécanique de l’argilite du Callovo-Oxfordien." Thesis, Lille 1, 2012. http://www.theses.fr/2012LIL10166/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur la mise en place des outils de modélisation micromécanique permettant d’étudier le comportement de l’argilite du Callovo-Oxfordien. Ce géomatériau poreux est modélisé comme un milieu hétérogène à trois échelles d’espace distinctes. L’échelle microscopique révèle l’hétérogénéité de la phase argileuse sur laquelle s’est appuyé le modèle morphologique synthétisé comme un polycristal poreux. Des prédictions numériques du comportement élasto-plastique et isotrope transverse de la phase d’argile tenant compte d’interactions mécaniques entre des cristaux sont effectuées à l’aide d’une approche incrémentale de Hill. Ensuite, un modèle poroélastique pour matériaux granulaires saturés avec effets d’interface imparfaite est proposé. Sur la base de ce modèle poroélastique et s’appuyant sur le cadre de l’homogénéisation non linéaire, on met en évidence l’impact des interfaces imparfaites de type Mohr-Coulomb cohésif sur le critère de résistance de géomatériaux granulaires. Enfin, nous avons proposé un modèle complet pour la prédiction de la résistance de l’argilite du Callovo-Oxfordien sous l’hypothèse que la matrice argileuse est un matériau poreux avec la phase solide décrite par un critère Drucker-Prager parfaitement plastique. Il est important de noter que le mécanisme de rupture exploré inclut la possibilité d’une concentration de déformation à l’interface de noyau (rigide)-matrice. Ce modèle est analysé en détail et ses prédictions apparaissent tout à fait probantes
This work focuses on the development of micromechanical modeling tools to study the behavior of the Callovo-Oxfordian argillite. This geomaterial is modeled as a porous heterogeneous medium at three distinct spatial scales. The microscopic scale reveals the heterogeneity of the clay phase on which the morphological model synthesized as a porous polycrystal was based. Numerical predictions of the elastoplastic and transversely isotropic clay phase considering mechanical interactions between the crystals are performed by using an incremental approach. Then, a poroelastic model for saturated granular materials with imperfect interface effects is proposed. On the basis of this poroelastic model and the nonlinear homogenization, we showcase the impact of the cohesive Mohr-Coulomb imperfect interfaces on the strength criterion of granular geomaterials. Finally, we propose a complete model for the prediction of the strength of Callovo-Oxfordian argillite under the assumption that the clay matrix is a porous material with the solid phase described by a perfectly plastic Drucker-Prager criterion. It is important to note that the explored failure mechanism includes the possibility of a strain concentration at the (rigid) inclusion-matrix interface. This model is analyzed in detail and its predictions appear quite convincing

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Menaceur, Hamza. "Comportement thermo-hydro-mécanique et microstructure de l'argilite du Callovo-Oxfordien." Thesis, Paris Est, 2014. http://www.theses.fr/2014PEST1167/document.

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Abstract:

Le développement de l’énergie nucléaire durant les dernières années nécessite de trouver des solutions pour le stockage et le confinement des déchets radioactifs. Une solution envisagée est l’enfouissement dans les formations argileuses peu perméables comme les argilites. Dans cette perspective, l’Andra a mis l’accent sur l’étude du comportement à court et à long terme de l’argilite du Callovo-Oxfordien (COx), considérée comme une roche hôte potentielle en France. Dans le cadre de ce projet, une étude expérimentale microscopique et macroscopique sur le comportement thermo-hydro-mécanique de l’argilite du COx a été réalisée. Dans un premier temps, une investigation microstructurale des propriétés de rétention d’eau a été réalisée. L’étude de la courbe de rétention d’eau déterminée par la technique de contrôle de succion par phase vapeur et incluant les changements de volume et de degré de saturation en fonction de la succion le long des chemins de séchage et humidification a été complétée par une étude microstructurale basées sur des mesures porosimétriques par intrusion de mercure sur éprouvettes lyophilisées. On observe que les concepts régissant l’hydratation des smectites peuvent être utilisés pour une meilleure compréhension des effets de changement de teneur en eau sur la microstructure de l’argilite. Le comportement en compression-gonflement avec un aspect microstructural a été étudié par la réalisation d’un programme d’essai oedométriques haute pression et l’utilisation conjointe de la porosimétrie au mercure et le microscope électronique à balayage. Les résultats obtenus ont montré que le potentiel du gonflement était lié à la densité de fissuration engendrée lors de la compression. Le comportement thermo-mécanique de l’argilite du COx saturée a été étudié à partir d’essais de cisaillement et de chauffage en condition drainée réalisés à l’aide d’une cellule triaxiale cylindre creux à faible chemin de drainage. Les essais de cisaillement à 25°Cmontrent des résistances au cisaillement plus faible pour des éprouvettes de plus forte porosité. Les essais triaxiaux à 80°C montrent un comportement plus ductile, une résistance au cisaillement moins importante et pas d’effet significatif sur les paramètres élastiques de l’argilite. L’analyse des résultats des essais de chauffage drainée confirme un comportement plastique contractant, similaire aux argiles normalement consolidées, pour l’argilite du COx. La possibilité de réactivation d’un plan de cisaillement lors d’un essai de chauffage non drainé d’un échantillon de l’argilite du COx est mise en évidence. Les résultats obtenus montrent que la pressurisation thermique du fluide interstitiel peut, du fait du relâchement de contrainte induit, réactiver une fissure de cisaillement existante. Les propriétés d’auto-colmatage de l’argilite du Callovo-Oxfordien, dans une gamme de température de 25-80°C, ont été étudiées par la réalisation d’essais de perméabilité sur un échantillon endommagé par un chargement déviatorique. Les résultats montrent que la présence des plans de cisaillement n’affecte pas la perméabilité, ce qui confirme la bonne capacité d’auto-colmatage de l’argilite du COx
The development of nuclear energy in recent years requires safe solutions for the storage of radioactive waste. A solution proposed for high activity radioactive waste is the storage indeep low permeability geological formations such as claystones. In this perspective, Andra, the French agency for the management of radioactive wastes, supported investigations on theshort and long term behaviour of the Callovo-Oxfordian (COx) claystone, considered as apotential host rock in France. In this framework, a microscopic and macroscopic experimental study on the thermo-hydro-mechanical behaviour of COx claystone was carried out. In this work, a microstructure investigation of the water retention properties of the Cox claystone was performed. The water retention properties were determined by controlling suction through the vapour phase, with also the monitoring of volume changes and changes indegree of saturation as a function of suction along the drying and wetting paths. The study was completed by a microstructure investigation based on the use of mercury intrusion porosimetry on freeze-dried specimens. It was observed that the concepts governing the hydration of smectites appeared useful to better understand the effects of changes in water content and suction on the microstructure of COx claystone. In a second step, the compression-swelling behaviour of the COx claystone was related to micro structure features by performing high pressure oedometer compression tests and byrunning mercury intrusion porosimetry tests and scanning electron microscope observationson specimens submitted to compression and stress release. The results obtained showed that the potential of swelling was linked to the density of cracks generated during compression. The thermo-mechanical behaviour of fully saturated COx claystone specimens was investigated from shear and drained heating tests using a hollow cylinder triaxial device specially developed for low permeability materials. The shear tests at 25°C evidenced lowershear strength on specimens with higher porosity. The preliminary results obtained at 80°Cevidenced a more ductile response, with slightly smaller shear strength and little changes of the elastic parameters at elevated temperature. Drained isotropic heating tests confirmed thecontracting volumetric plastic behaviour of the COx argillite, similar to normally consolidated clays. The effect of thermal pressurisation of the pore water on a specimen with a pre-existingshear plan was investigated. The results showed that undrained heating under shear stress decreased the effective stress, bringing back the sheared specimen to failure. The self-sealing properties of COx claystone at 25 and 80°C were investigated by conducting steady state permeability tests on sheared specimens at various stages. The results showed that the overall permeability of the sheared specimen at 25 and 80°C was comparable to that before shearing, confirming the good self-sealing properties of COx claystone

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Cariou, Elsa. "La plateforme jurassienne au passage Oxfordien - Kimméridgien : dynamique sédimentaire et paléoenvironnements." Thesis, Lyon 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LYO10099/document.

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Abstract:

Au Jurassique supérieur, la plateforme carbonatée jurassienne séparait le bassin de Paris du Bassin delphino-helvétique. Pauvres en fossiles biostratigraphiques, les dépôts du passage Oxfordien- Kimméridgien sont partiellement datés. L'organisation et la hiérarchie communes des séquences de dépôt observées dans le Jura franco-suisse et en Lorraine permettent d'établir des corrélations régionales haute résolution et montrent l'implication des cycles d'excentricité et de précession dans la formation des séquences. Les corrélations permettent de réviser le cadre bio-lithostratigraphique du Jura français et de contraindre l'évolution de la géométrie de la plateforme et de ses paléoenvironnements. Réalisées sur des huîtres et Trichites issus de niveaux de passage Oxfordien-Kimméridgien du Jura et de Normandie, des analyses isotopiques montrent une évolution climatique commune à tout le pourtour du bassin de Paris, intimement liée à la dynamique sédimentaire de la plateforme jurassienne. L'étude des entités coralliennes de l'Oxfordien terminal montre que leurs compositions et leurs morphologies sont fonction de leur position sur la plateforme et de l'évolution du niveau marin relatif. A la fin de la zone à Bimammatum, l'enregistrement de pistes de dinosaures dans les dépôts de la plateforme exprime une phase d'émersion. La position de celle-ci dans le cadre séquentiel montre que l'enregistrement des empreintes est lié à un contexte paléogéographique, paléoenvironnmental et séquentiel exceptionnel, favorisant le développement, puis l'induration et le recouvrement de laminites microbiennes et la migration des dinosaures sur la plateforme
The Upper Jurassic Jura platform separated the Paris basin and the delphino-helvetic basin. The scarcity of biostratigraphic fossils of the Oxfordian-Kimmeridgian platform deposits prevent from establishing accurate dating. The common organization and hieacrchy of depositional sequences observed in French and Swiss Jura and in Lorraine allow to establish high-resolution regional correlations, and show the involvement of eccentricity and precession cycles in the formation of sequences. Correlations allow revising the French Jura bio-lithostratigraphic framework and highlight the evolutions of platform geometry and palaeoenvironments. Isotopic analysis based on oyster and Trichites specimens, sampled in several beds from the Upper Oxfordian-Lower Kimmeridgian, in Jura and Normandie, show a similar climatic evolution, all around the Paris basin. This evolution seems closely linked to the Jura platform sedimentary dynamics. The study of the Upper Oxfordian reef entities shows that their compositions and morphologies depend on their position along the platform and the evolution of relative sea level. In the end of the Bimammatum zone, the record of dinosaur trackways, in the platform deposits, expresses an emersion phase. Its position in the sequential framework shows that the track record was abled by an exceptional palaeogeographic, palaeoenvironmental and sequential context that favored on the one hand the development, induration and covering of microbial laminites and on the other hand the migration of dinosaurs across the platform

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Rivard, Camille. "Contribution à l'étude de la stabilité des minéraux constitutifs de l'argilité du Callovo-Oxfordien en présence de fer à 90° C." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2011. http://www.theses.fr/2011INPL090N/document.

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Abstract:

Dans le contexte de stockage des déchets radioactifs en profondeur, des interactions entre le fer métal d’une part et la roche du Callovo-Oxfordien (COx), sa fraction argileuse purifiée (SCOx) ou des phases argileuses pures (kaolinite, illite, smectites) d’autre part, sont réalisées à 90°C sous atmosphère anoxique en solution chlorurée-salée. Le rôle des minéraux non argileux du COx est également étudié. L'oxydation rapide du fer métal entraine une libération d’ions fer en solution, une augmentation du pH et une diminution du Eh (réducteur). Une dissolution partielle des phases argileuses ainsi que la précipitation de serpentines ferrifères (odinite ou berthiérine, principalement) et de magnétite en faible quantité sont alors observées. En cas d’apport d'O2 au système, les serpentines ferrifères sont déstabilisées. L'exsolution du fer permet la formation d'oxydes et d’hydroxydes de fer et des particules argileuses proches des phases initiales précipitent. Lorsque du quartz est ajouté à SCOx, la dissolution partielle de ce minéral est responsable de la modification des chemins réactionnels. La formation de magnétite est alors limitée et les serpentines ferrifères sont enrichies en silice. Dans le cas de la kaolinite, DRX, MET, XPS et analyses texturales mettent en évidence la croissance des serpentines ferrifères (berthierines majoritairement) sur la surface basale des kaolinites, formant des particules kaolinite-serpentines-Fe démixées. Les techniques spectroscopiques (Mössbauer, XAS et STXM) permettent de déterminer les rapports Fe2+/Fe3+ et AlIV/AlVI jusqu'au niveau des particules élémentaires et de proposer des formules structurales pour ces serpentines ferrifères
In the context of underground disposal of high-level radioactive waste, interactions between metallic iron and Callovo-Oxfordian rock (COx), its purified clay fraction (SCOx) or pure clay phases (kaolinite, illite, smectites) were investigated at 90°C under anoxic atmosphere in chlorine solution. Role of COx non clay minerals in these reactions was also studied. Rapid metallic iron oxidation conducts to iron cations release in solution, pH increase (8-10) and Eh decrease (reducive conditions). The partial dissolution of initial clay phases and the crystallization of Fe-serpentines (odinite or berthierine mainly) and of low amount of magnetite were observed. The introduction of O2 into the system leads to Fe-serpentines destabilisation. Iron exsolution conducts to iron oxides and hydroxides formation and clay particles with composition close to the initial ones precipitate. Addition of quartz into the system leads to the partial dissolution of this mineral and to the modification of reaction pathways. Precipitation of magnetite is reduiced and Fe-serpentines are silica enriched. In the case of kaolinite-metallic iron interaction, combinated used of XRD, MET, XPS and textural analyses evidences the growth of berthierine on the basal face of kaolinites, resulting in Fe-serpentine-kaolinite demixed particles. Through the used of spectroscopic analyses (Mössbauer, XAS and STXM), we were able to determine Fe2+/Fe3+ and AlIV/AlVI ratio in elementary particles, which allows proposing structural formulae for the Fe-serpentines

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Mohajerani, Mehrdokht. "Etude expérimentale du comportement thermo-hydro-mécanique de l'argilite du Callovo-Oxfordien." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00647890.

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Abstract:

Durant les différentes phases du stockage profond des déchets radio-actifs exothermiques (excavation, exploitation) jusqu'à la fermeture définitive, la roche hôte sera soumise à des sollicitations mécaniques, hydriques et thermiques couplées. Afin de connaître et de modéliser le comportement à court et long terme des dispositifs de stockage, une investigation approfondie du comportement de la roche est nécessaire afin de compléter les données existantes. C'est dans ce but que cette étude du comportement thermo-hydro-mécanique de la formation argileuse du Callovo-Oxfordien (COx) considérée par l'ANDRA comme roche hôte potentielle, a été développée. Dans un premier temps le comportement en compression-gonflement de l'argilite du COx a été étudié par la réalisation d'un programme d'essais oedométriques haute pression. Les résultats, interprétés en termes de couplage endommagement-gonflement, ont montré que l'ampleur du gonflement était lié à la densité de fissuration engendrée lors de la compression. Dans un second temps, le comportement hydromécanique et thermo-hydro-mécanique de l'argilite saturée sous une contrainte moyenne proche de l'in-situ a été étudié à l'aide de cellules à faible chemin de drainage (10 mm), dont une cellule isotrope et une cellule triaxiale à cylindre creux avec mesures locales d'un type nouveau. Ces appareils ont permis de résoudre deux problèmes difficiles typiques des argilites de très faible perméabilité : i) une saturation préalable correcte, attestée par de bonnes valeurs du coefficient de Skempton et ii) de bonnes conditions de drainage. Les paramètres caractéristiques du comportement de l'argilite à température ambiante (coefficients de Skempton et de Biot, compressibilité drainée et non-drainée) ont été déterminés à partir d'essais de compression isotrope qui ont également confirmé l'isotropie transverse du matériau. La cohérence des paramètres obtenus a été vérifiée dans un cadre poro-élastique saturé. Deux aspects du comportement thermo-hydro-mécanique de l'argilite du COx ont été étudiés à l'aide d'essais de chauffage et de compression volumique en température (80°C) : les effets de la température sur le comportement intrinsèque de l'argilite et le phénomène de pressurisation thermique. Un essai de chauffage drainé sous contrainte in-situ a mis en évidence, apparemment pour la première fois, un comportement plastique contractant de l'argilite (comme les argiles normalement consolidées), non pris en compte dans les modélisations thermo-élastiques actuelles des systèmes de stockage profond. Un autre élément nouveau et important observé est l'augmentation de la compressibilité avec la température, à la différence des argiles. L'étude de la pressurisation thermique (engendrée par la faible perméabilité de l'argilite et la forte différence entre les coefficients de dilatation thermique de l'eau et de la phase solide), a été réalisée à l'aide d'essais de chauffage non drainés, suite à une analyse détaillée des effets perturbateurs du système de mesure lors de variations de pression et de température (peut-être à considérer également dans les mesures in-situ). Le coefficient de pressurisation thermique s'est révélé être très sensible aux variations de température et de contrainte, il diminue de 0,14 à 0,1 MPa/°C entre 25 et 80°C. La nature des différentes réponses hydro-mécaniques et thermo-hydro-mécaniques obtenues au cours de ce travail permettront une interprétation et une modélisation plus précises du comportement du massif d'argilite autour des galeries, dans des zones qui sont pour la plupart saturées, sauf à proximité immédiate des galeries (quelques décimètres)

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Labelle, Daniel G. P. "Allostratigraphic analysis of the Upper Jurassic, Callovian-Oxfordian, Roseray Formation, southwestern Saskatchewan." Thesis, National Library of Canada = Bibliothèque nationale du Canada, 1997. http://www.collectionscanada.ca/obj/s4/f2/dsk2/ftp03/MQ30496.pdf.

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De, Wet Carol Birney. "Deposition and diagenesis of the Corallian Formation (Oxfordian) within the Wessex Basin." Thesis, University of Cambridge, 1989. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.315103.

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Maia, Flávia Marina Serafim. "Impact de l'élévation de la temperature jusqu'à 80ºC sur le comportement des radionucléides dans le callovo-oxfordien : application à l'uranium." Thesis, Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Atlantique Bretagne Pays de la Loire, 2018. http://www.theses.fr/2018IMTA0078/document.

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Abstract:

Ce travail vise à comprendre et quantifier le comportement de U(VI) dans les argilites du Callovo-Oxfordien(COₓ), prévues pour accueillir les déchets nucléaires de haute activité en France. L’effet de la température sur ce comportement est particulièrement étudié. La première partie du travail s'est concentrée sur les propriétés thermodynamiques des complexes ternaires Ca-U(VI)-CO₃ qui contrôlent la spéciation de U(VI) en solution. Ces dernières ont été mesurées par une méthode de compétition en présence d’une résine sous pCO₂ et pH contrôlés. Les résultats indiquent que la température ne favorise pas la formation de CaUO₂(CO₃)₃²⁻ (log₁₀ βº₁₁₃ = 27,3 ± 0,3 ; ΔrHº = -27,4 ± 8 kJ/mol) et n'affecte pas la formation de Ca₂UO₂(CO₃)₃(aq)(log₁₀ βº₂₁₃ = 29,7 ± 0,3 ; ΔrHº = 0 ± 2 kJ/mol). Une approche « bottom-up » avec le modèle « 2SPNE SC /CE » publié dans la littérature a été suivie pour décrire les phénomènes de sorption, en considérant que la fraction argileuse du COₓ (Illite et I/S) gouverne la sorption de U(VI). Ce modèle a été appliqué avec succès pour reproduire une multitude de données expérimentales obtenues avec l'illite, la fraction argileuse du COₓ et les argilites du COₓ en fonction de paramètres clés (pH, pCO₂, [U(VI)], [Ca]) à 20 °C. Le phénomène de rétention dans les conditions in-situ est principalement régi par la sorption des complexes U(VI)-carbonate et une nouvelle constante d´équilibre de réaction de complexation de surface est proposée pour l'illite. Une augmentation de la température à 80 °C conduit à une augmentation de la rétention de U(VI) sur le COₓ. Cette augmentation est accompagnée d'un changement de pCO₂et de pH. Le modèle de rétention testé à 20 °C combiné avec les paramètres thermodynamiques décrivant le comportement de U(VI) en solution expliquent cette augmentation sans pour autant obtenir un accord satisfaisant avec l’expérience. Le modèle est amélioré en intégrant des valeurs de ΔrHº obtenues pour les réactions de complexation de surface à partir du système U(VI)/illite
The aim of this study was to understand and quantify the behaviour of U(VI) on the Callovo-Oxfordian(COx) clay which is envisioned to host high-level radioactive waste in France. The temperature effect up to 80°C on this behaviour was particularly studied. The first part of the work focussed on the thermodynamic properties of the calcium uranyl carbonate aqueous complexes which govern U(VI) speciation in solution. They were measured indirectly by sorption-based methodologies under controlled pCO₂ and pH. The results indicate that the temperature does not favour the formation of CaUO₂(CO₃)₃²⁻ (log₁₀ βº₁₁₃ = 27,3 ± 0,3 ; ΔrHº = -27,4 ± 8 kJ/mol) and does not affect the formation of Ca₂UO₂(CO₃)₃(aq)(log₁₀ βº₂₁₃ = 29,7 ± 0,3 ; ΔrHº = 0 ± 2 kJ/mol). A bottom-up approach with the published “2SPNE SC/CE”model was used for describing the sorption processes, with the assumption that the clay fraction of the COx (Illite, andI/S) governs U(VI) sorption.The model was successfully applied to reproduce a wealth of experimental data obtained with illite, the COₓ clay fractionand the COₓ clay rock as a function of key parameters (pH, pCO2, [U(VI)], [Ca]) at 20 °C. The sorption on COₓ conditions is mainly governed by the sorption of U(VI)-CO3 complexes and a new sorption constant is proposed for illite. An increase in temperature to 80 °C leads to an in-crease of U(VI) retention on COx. This increase is ac-companiedby a change of both pCO₂ and pH. The sorption model developed at 20 °C, together with the thermodynamic parameters describing U(VI) speciation in solution, can explain this increase but without obtaining a good agreement with the experiment. The model is improved by considering ΔrHº values for sur-face complexation reactions obtained for the U(VI))/illite system

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Rasamimanana, Sabrina. "Rétention et transport diffusif d'anions organiques dans la roche argileuse du Callovo-Oxfordien." Thesis, Paris 6, 2016. http://www.theses.fr/2016PA066441.

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Abstract:

La formation argileuse du Callovo-Oxfordien (COx) est étudiée comme possible roche-hôte d’un stockage profond de déchets radioactifs (projet Cigéo). En effet, en plus d’être très faiblement perméable, elle présente une forte teneur en minéraux argileux, capables de retenir les radionucléides sous forme cationique et d’en retarder ainsi fortement leur transport. Néanmoins, certains colis de déchets sont susceptibles de relarguer d’importante quantité de molécules organiques, capables de complexer ces radionucléides et d’augmenter leur mobilité. Aussi, l’objectif de ce travail a été de mieux comprendre le comportement diffusif de plusieurs molécules organiques d’intérêt vis à vis de cette roche argileuse, en investiguant dans un premier temps leur affinité avec la roche hôte. La rétention de molécules organiques sous forme anionique (acétate, phtalate, adipate, benzoate, citrate) a été quantifiée sur la roche argileuse du COx dispersée à l’aide d’expériences d’adsorption/désorption en batch. Des expériences sur roche décarbonatée et fraction de faible granulométrie ont également été réalisées afin de mettre en évidence les phases de la roche et les fonctions chimiques responsables de la rétention. L’intensité de la rétention, Rd, a pu être corrélée avec le moment dipolaire, µ(Orga.), pour fournir une estimation qualitative de la rétention de molécules organiques polaires hydrophiles. Ainsi, le phtalate, légèrement polaire, présente une rétention réversible (Rd ~1,6 L.kg 1), majoritairement sur les phases argileuses. Le citrate, très polaire et fortement adsorbé (Rd ~ 40 L.kg-1), présente une hystérèse de désorption persistante et une affinité avec différentes phases de la roche (minéraux argileux et oxydes minoritaires). Enfin, l’acétate, l’adipate et le benzoate, peu polaires, présentent une affinité moindre avec la roche (Rd < 0,2 L.kg-1). Le comportement diffusif sur roche compacte de ces anions organiques a alors été étudié. Les valeurs de coefficient de diffusion effectif, De, et facteur de retard ont été quantifiées. La faible diffusivité, [De/D0]ANIONS ORGANIQUES ~ 0,1 à 0,25 × [De/D0]EAU, indique un effet d’exclusion anionique, de même intensité que celui observé pour les anions inorganiques. De plus, les coefficients d’adsorption, Kd, estimés à partir des retards à la diffusion sont environ 2 à 5 fois inférieurs aux coefficients de distribution Rd mesurés sur roche dispersée. Cette différence de comportement n’a pas pu être imputée, ni à des effets de cinétique, ni à des effets de porosité accessible aux anions. Quoiqu’il en soit, les espèces complexantes présentent un retard significatif à la diffusion (Kd > 0,2 L.kg-1), ce qui conforte les capacités de confinement de la roche vis-à-vis de ces espèces
The Callovo-Oxfordian mudstone (COx) is studied as a possible host rock for a deep disposal of radioactive waste (Cigéo project). Indeed, besides being very weakly permeable, it presents a high content of clayey minerals, capable of retaining radionuclides under cationic form and to delay strongly their transport. Nevertheless, some waste packages may release a significant amount of organic molecules, capable of complexing these radionuclides and drastically increase their mobility. So, the objective of this work was to better understand the diffusive behavior of several organic molecules of interest in this mudstone, by investigating at first their affinity with the host rock. The retention of organic molecules under anionic form (acetate, phthalate, adipate, benzoate, and citrate) was quantified on to the dispersed COx mudstone using adsorption/desorption batch experiments. Experiments on decarbonated rock and clay fraction only (< 2µm) were also performed to identify solid phases and chemical functions responsible for the retention. A correlation of the intensity of retention, Rd, was pointed out whit the dipole moment µ(Orga.), providing a qualitative estimate of retention capacity for polar hydrophilic organic molecules. So, phthalate, slightly polar, displays a reversible retention (Rd ~1,6 L.kg-1), mainly on clayey phases. Citrate, very polar and strongly adsorbed (Rd ~ 40 L.kg 1), displays a persistent desorption hysteresis and an affinity to different solid phases (clayey minerals and minor oxides). Lastly, acetate, adipate and benzoate, weakly polar, display a lower affinity with rock (Rd < 0,2 L.kg-1). The diffusive behavior in compact rock of these organic anions was then studied. The effective diffusion coefficient and retardation factor values were quantified. The low diffusivity, [De/D0]ORGANIC ANIONS ~ 0,1 à 0,25 × [De/D0]WATER evidences an effect of anionic exclusion, with a same intensity as that observed for inorganic anions. Furthermore, the Kd adsorption coefficient, estimated from retarded diffusion are approximately 2 to 5 times lower than the Rd distribution coefficient measured on dispersed rock. This difference of behavior was not able to be attributed, or to kinetic effects, nor to accessible porosity to anions effects. Anyway, the complexing species display a significant diffusive retardation (Kd > 0,2 L.kg-1) consolidating the contain properties of the COx mudstone toward this species

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Williams, Ann Cerys. "Palaeoecological and palaeoenvironmental variations in the Callovian, Oxfordian and Kimmeridgian (Jurassic) of Britain." Thesis, University of Leicester, 1988. http://hdl.handle.net/2381/34984.

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Abstract:

Carbon and oxygen stable isotope analyses have been performed on well preserved calcareous fossils from Callovian, Oxfordian and Kimmeridgian (Jurassic) mudrock facies of Britain. Assemblages of ammonites, bivalves and belemnites have been sampled from the Lower Oxford Clay of the English Midlands, the Kimmeridge Clay of Wiltshire and the Dorset coast, and the Staffin Shale Formation of Skye. In this way it was hoped to cover a wide stratigraphic and geographic range. Carbon isotope stratigraphy reveals a positive excursion in the Callovian, which is interpreted as an oceanic anoxic event. On the basis of palaeontological and sedimentological evidence, the Callovian has long been viewed as a time of oxygen deficiency. These views are supported by this, the first detailed isotopic study of the stage. A comparison of the 613 C values of the ammonites and infaunal bivalves reveals a major anomaly, in that the latter show very positive values. Tentative suggestions are put forward to account for this. Oxygen isotope (and hence palaeotemperature) stratigraphy reveals a cooling through the Upper Callovian and Oxfordian, consistant with the "Boreal spread" of Arkell (1956), with a warming into the Lower Kimmeridgian. Palaeotemperature variations within individual assemblages raise important questions about palaeoecology. On the basis of this data, it appears that bivalves previously considered to be nekto - or pseudoplanktonic did not occupy the upper reaches of the water column. Suggestions have been made that ammonites were benthic rather than nektonic, but the evidence presented here implies that this was not the case. Relative to the rest of the assemblage, belemnite temperatures tend to be low, highlighting their migratory nature. Boreal ammonites are found to precipitate their shells in cooler waters than those from the Tethyan Realm. The significance of this, and other factors, in terms of controls on provinciality are discussed.

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Marchand, Didier. "L'évolution des Cardioceratinae d'Europe occidentale dans leur contexte paléobiogéographique : Callovien supérieur, Oxfordien moyen." Dijon, 1986. http://www.theses.fr/1986DIJOS026.

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Abstract:

Au Callovien supérieur les Cardioceratinae se séparent brusquement des Cadoceratinae. Cette ponctuation correspond à un changement accusé de la séquence ontogénique ancestrale : légère progenèse associée à une néoténie. Le genre Quenstedtoceras, qui débute cette lignée, évolue ensuite par protérogenèse et hypermorphose. Les nouveautés morphologiques apparaissent toujours dans les tours internes avant de gagner les tours externes. La lignée des Cardioceratinae évolue donc par protérogenèse. A cette protérogenèse se superpose une hypermorphose puis on assiste à une brusque diminution de la taille maximale. Le polymorphisme intraspécifique lié à l'épaisseur, très accusé chez les Cardioceratinae primitifs, s'atténue peu à peu et disparait totalement à la fin de la lignée. Les Cardioceratinae ont permis de dater avec précision. Les résultats obtenus ont montré que des phénomènes comme le début ou la fin des lacunes sédimentaires, l'apparition de surépaisseurs, les modifications brutales dans la nature des sédiments étaient souvent synchrones. Ces phénomènes globaux ont été reliés à des mouvements synsédimentaires qui résulteraient de la réactivation d'anciens accidents du socle. L'analyse des peuplements ammonitiques montre que l'amplitude de ces mouvements fut parfois suffisante pour provoquer des modifications brutales du milieu.

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Bregoin, Stéphanie. "Variabilité spatiale et temporelle des caractéristiques du Callovo-Oxfordien de Meuse/Haute-Marne." Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1297.

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Guillon, Théophile. "Comportement hydromécanique des argilites du Callovo-Oxfordien lors de cycles de désaturation-resaturation." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2011. http://www.theses.fr/2011INPL101N/document.

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Abstract:

Les propriétés des argilites du Callovo-Oxfordien les désignent comme une barrière naturelle sûre pour le stockage de déchets radioactifs. Afin d’optimiser la prédiction de leur comportement, leur réponse à diverses sollicitations à court et long termes est étudiée. Notamment, lors de la phase d’exploitation, l’air ventilé dans les galeries n’est pas à l’équilibre hydrique avec la roche et peut perturber ses propriétés hydromécaniques (HM). Il semble alors essentiel de caractériser la réponse HM de la roche à des sollicitations hydriques.La démarche adoptée consiste à proposer un modèle physique adéquat, sur la base d’essais au laboratoire. L’essai de séchage est retenu puisqu’il permet d’étudier la réponse des échantillons en conditions non-saturées. A partir des résultats HM, un modèle élastique 2D isotrope est proposé, puis est élevé à la 3D avec un module de Young isotrope transverse. Ensuite, les données expérimentales servent à estimer certains paramètres poroélastiques et de transfert du modèle. Cette étape est accomplie par procédure inverse (minimisation de l’erreur mesures-calculs). Enfin, une modélisation 2D du comportement in situ est proposée, et compare les prédictions de modèles plastique isotrope et élastique isotrope transverse.Les simulations d’essais au laboratoire reproduisent assez bien les données expérimentales. Pour la modélisation in situ, une bonne corrélation est obtenue entre les prédictions et les mesures, et ce sans ajustement préalable des paramètres. Toutefois, le modèle souligne une influence limitée de la plasticité à l’échelle du laboratoire, alors que les phénomènes dissipatifs sont marqués in situ. Les modélisations 3D au laboratoire ne donnent pas de résultats plus fins qu’en 2D, mais reproduisent plus de données expérimentales (variations de masse, déformations axiales et latérales). De plus, injecter plusieurs types de données dans la formulation inverse permet d’améliorer la précision de l’algorithme. Par ailleurs, une meilleure stabilité de l’algorithme est obtenue en adoptant une convergence en deux étapes (simplex, puis méthode de type gradient). Les estimations numériques des paramètres corroborent les mesures expérimentales obtenues par ailleurs
The Callovo-Oxfordian claystones’ properties make them reliable as a geological barrier for the confinement of radioactive wastes. In order to optimally predict their behavior, how they respond to various short and long terms loadings has to be studied. Particularly during the exploitation phase, air is continuously ventilated throughout the galleries. The climatic properties of this air are not balanced with those of the rock, and may perturb its hydromechanical (HM) attributes. Thus, assessing the HM response of the rock under hydric loading seems to be a priority.This dissertation begins with laboratory tests to propose an appropriate physical model. Drying tests were studied as they focus on the HM response of samples undergoing hydric loadings. A first 2D isotropic model is proposed, and then enhanced to 3D by considering a transversely isotropic Young modulus. Secondly, experimental results provide relevant data to estimate poroelastic and transport parameters involved in the model. Estimation is achieved according to an inverse procedure, which minimizes the error between measurements and model predictions. Finally, a real-size test is simulated using 2D models: an isotropic plastic one and a transversely isotropic elastic one.Model predictions reproduce well the laboratory tests data. When simulating the in situ behavior, a rather good agreement is obtained between the numerical and experimental results (although using the parameters estimated at the laboratory scale). However, the model highlights a limited influence of plasticity in the laboratory tests, while dissipative phenomena obviously occur in situ. 3D laboratory simulations do not improve the precision of 2D results, but reproduce more experimental data (mass variations, axial and lateral strains). Moreover, the inversion process is more efficient when ran over various kinds of data. Furthermore, stability of the algorithm is improved when adopting a two-phase convergence (simplex, followed by a gradient-like method). Numerical estimates of the parameters are in agreement with the direct experimental measurements obtained through other tests

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Marchand, Didier. "L'Evolution des cardioceratinae d'Europe occidentale dans leur contexte paléobiogéographique (Callovien supérieur, Oxfordien moyen)." Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37599443m.

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Henderson, Andrew Scott. "The palaeo-ecology and biostratigraphy of the foraminifera from the Oxfordian of north Dorset." Thesis, University of Plymouth, 1997. http://hdl.handle.net/10026.1/2002.

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Abstract:

The Oxfordian rocks of north Dorset are poorly exposed at outcrop. A drilling operation was devised and implemented and the complete sequence of strata from the Weymouth Member of the Oxford Clay Formation through to the Ringstead Waxy Clay Formation was penetrated. Three boreholes were drilled; the Hallett's Farm Borehole, covering the strata from the stratigraphically youngest Ringstead Waxy Clay Formation down to the Cucklington Oolite; the Bowden Farm Borehole, continuing the sequence from the Cucklington Oolite into the lower part of the Hazelbury Bryan Formation and the Hartmoor Hill Borehole which continues downward into the Oxford Clay Formation. A continuous succession of the Corallian rocks from north Dorset was obtained. The fresh borehole material was examined for microfossils, with further samples coming from the BGS East Stour Borehole. A diverse assemblage was extracted. The foraminiferal assemblage was examined and includes representatives of 26 families, comprising 26 genera and 148 species. All species were identified and the taxonomy of each studied and described or confirmed. The assemblage is more diverse than previously recorded Corallian assemblages, partly due to the freshness of the borehole material which is not affected by the weathering processes present at surface outcrops. The regional lithostratigraphy defined by the British Geological Survey (Bristow et al, 1995) is confirmed and lithological boundaries not visible at outcrop are described. The distribution and abundance patterns of foraminiferal taxa are analysed and various statistical indices are compared for each borehole. Multivariate methods are employed and in particular non-metric Multidimensional Scaling is used in an attempt to divide the samples into groups which are palaeo-environmentally significant. The authenticity of this method is checked against a Hierarchical Agglomerative Clustering technique. The sample groups are used to define biofacies, fifteen of which are recognised within the studied interval. The correlation of the four boreholes is achieved using lithological techniques, ammonite zonation, foraminiferal biohorizons and the biofacies defined by multivariate analysis. A total of 21 biohorizons are identified with certain horizons coinciding with lithological boundaries and previously defined unconformities recognised within the Oxfordian of Dorset. The long ranging nature of the majority of Upper Jurassic foraminifera precludes the definition of a rigorous biostratigraphic zonation. The important biostratigraphic species for the Upper Jurassic are recorded however, and a tentative zonation, based on the concept of interval zones (Salvador, 1995) is proposed. Eleven zones are recognised.

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Oxford, Melissa Jane. "Foraminiferal distribution and sequence stratigraphy of Oxfordian successions in the Wessex/Anglo-Paris Basin." Thesis, University of Plymouth, 2004. http://hdl.handle.net/10026.1/2104.

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Abstract:

The use of micropalaeontology within a sequence stratigraphic context is rapidly emerging as a valuable tool for the recognition of ancient cycles and sequences. This study shows how micropalaeontology can be used to develop insights into sequence stratigraphic interpretations. A micropalaeontology study of two Upper Jurassic, Oxfordian successions from the South . Dorset Coast, U.K. and the Normandy Coast, France provide the basis for this study. A near continuous succession of the Oxfordian from South Dorset and Normandy were obtained, and foraminifera extracted. Examination of the fauna revealed representatives from 23 families, comprising 36 genera and 126 species. All species were identified and the taxonomy of each studied and described. The abundance and distribution patterns of the foraminifera were used to identify sequence stratigraphic horizons (such as Maximum Flooding Surfaces) and the correlation between the two successions was carried out. Detailed research and examination of the >63µm size fraction lead to the discovery of Oxfordian planktic foraminifera from samples in South Dorset. These are the first known occurrences of planktic foraminifera from the Oxfordian of England and are coeval with previously reported occurrences of planktic taxa in the Oxfordian of Normandy and Seine Maritime (France). This study demonstrates how detailed micropalaeontological data can be combined with sequence stratigraphy to reveal a more accurate picture of the controls on basin fill than can be provided by sedimentology alone. It has demonstrated the importance of the preservation upon the fossil assemblages recovered and how this can influence the establishment of biozones.

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Abou-Chakra, Guéry Ariane. "Contributions à la modélisation micromécanique du comportement non linéaire de l'argilite du Callovo-Oxfordien." Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2007/50376-2007-191.pdf.

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Abstract:

Ce travail, réalisé au Laboratoire de Mécanique de Lille et en collaboration avec l'ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs), est lié à la problématique du stockage des déchets radioactifs à haute activité et à vie longue. Au vue de sa forte compacité et de sa faible perméabilité, la couche d'argilite du Callovo-Oxfordien a été choisie comme matériau constitutif de la barrière géologique vis à vis des radioéléments des colis de déchets. L'objectif de l'étude est de développer et valider une approche d'homogénéisation non linéaire du comportement mécanique de l'argilite du Callovo-Oxfordien. Le matériau est modélisé comme un composite constitué d'une matrice élasto(visco)plastique et d'inclusions élastiques et endommageables. Les lois constitutives macroscopiques sont obtenues par une adaptation de la méthode incrémentale de Hill. Le modèle développé est tout d'abord comparé aux solutions obtenues par calculs éléments finis sur une cellule. Il est ensuite validé par comparaison avec les données expérimentales de laboratoire disponibles à différentes profondeurs géologiques. Le modèle micromécanique a été finalement implémenté dans un code d'éléments finis (Abaqus) pour la simulation du creusement d'un puit d'accès du laboratoire souterrain. Les prédictions portent notamment sur la distribution de l'état d'endommagement et des déformations plastiques autour du puits, ainsi que sur l'évaluation de l'étendue de la zone endommagée
This work is performed in the general context of the project of underground disposal of radioactive waste, undertaken by the French National Radioactive Waste Management Agency (Andra). Due to its strong density and weak permeability, the formation of Callovo-Oxfordian argillite is chosen as one of possible geological barriers to radionuclides. The objective of the study to develop and validate a non linear homogenization approach of the mechanical behavior of Callovo-Oxfordian argillites. The material is modelled as a composite constituted of an elasto(visco)plastic clay matrix and of linear elastic or elastic damage inclusions. The macroscopic constitutive law is obtained by adapting the incremental method proposed by Hill. The derived model is first compared to Finite Element calculations on unit cell. It is then validated and applied for the prediction of the macroscopic stress-strain responses of the argillite at different geological depths. Finally, the micromechanical model is implemented in a commercial finite element code (Abaqus) for the simulation of a vertical shaft of the underground laboratory. This allows predicting the distribution of damage state and plastic strains and characterizing the excavation damage zone (EDZ)

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Sun, Yufeng. "Time-dependent hydromechanical behaviour of callovo-oxfordian claystone by anatytical and multiscale numerical methods." Electronic Thesis or Diss., Vaulx-en-Velin, École nationale des travaux publics de l’État, 2023. http://www.theses.fr/2023ENTP0009.

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Abstract:

Dans le contexte du stockage géologique profond des déchets radioactifs, le comportement hydromécanique différé de l’argilite du Callovo-Oxfordien (COx) est étudié afin d’assurer les conditions de sûreté requises pour un stockage à long terme de déchets radioactifs. La première partie de l'étude s'appuie sur une approche phénoménologique menée directement à l'échelle macroscopique du matériaux rocheux et des ouvrages souterrains. Dans un premier temps, un modèle quasi-analytique du comportement hydromécanique d'une cavité sphérique profonde creusée dans un massif rocheux dilatant poro-viscoplastique est présenté. Cette modélisation considère trois étapes d'un cycle de vie simplifié de l’ouvrage souterrain : excavation, convergence libre et comportement post-fermeture. Ensuite, le développement, l’extension et l’évolution de la zone rocheuse endommagée par l'excavation (EDZ, Excavation Damaged Zone) sont étudiés à l'aide d’un code aux éléments finis. Cette zone endommagée fait référence à une région caractérisée par des changements importants et pour la plupart irréversibles des propriétés géochimiques et hydromécaniques de la roche. Des analyses de sensibilité et de probabilité sont aussi effectuées pour étudier l’évolution de l'étendue au cours du temps de l’EDZ. Dans la deuxième partie de l'étude, une approche numérique multi-échelles est utilisée pour étudier les effets de fluage et d'endommagement sur le comportement mécanique. Tout d'abord, un modèle basé sur la micromécanique, dans le cadre de modélisation de type éléments finis au carré (EF²), est développé pour modéliser le comportement à long terme de l'argilite du Callovo-Oxfordien. Pour simuler les effets visqueux de la matrice argileuse, deux mécanismes à l’échelle microscopique ont été introduits : la viscoplasticité des agrégats d'argile et la viscoélasticité de leurs contacts. Ensuite, le modèle de comportement de l’argilite du Callovo-Oxfordien développé à petite échelle est appliqué pour modéliser le comportement de fluage à grande échelle, c’est-à-dire à l'échelle du laboratoire et des galeries souterraines. À partir des résultats de simulations à l'échelle du laboratoire, un processus de fluage en trois étapes est reproduit. Il comprend les étapes de fluage primaire, secondaire et tertiaire. A l’échelle des galeries souterraines, l'effet à long terme de la viscosité est étudié sur l'évolution des convergences des galeries et de l'EDZ. Le drainage à long terme et l’évolution de la pression d’eau interstitielle autour d'une galerie sont aussi étudiés. Enfin, le modèle de fluage à double échelle qui a été développé et utilisé pour simuler le comportement de fluage d'une roche fissurée saturée en eau est étendu au cas partiellement saturé. L’objectif est d’étudier l'interaction hydrique entre la roche autour des galeries souterraines et l'air à l’intérieur de celles-ci qui se produit lorsqu’il y a une circulation d’air humide dans les galeries. Les prédictions du modèle reproduisent la cinétique de drainage et de désaturation des roches saines et endommagées
In the context of radioactive waste repository, the time-dependent hydromechanical behaviour of the Callovo-Oxfordian (COx) claystone is investigated to ensure the safety conditions required for long-term repository of radioactive wastes.The first two parts of the study are based on the phenomenological approach carried out directly at the macroscale. Firstly, a quasi-analytical model for the hydromechanical behaviour of a deep spherical cavity excavated in a dilatant poro-viscoplastic rock mass is presented, considering three stages of a simplified life cycle: excavation, free convergence and post-closure. Subsequently, the sensitive and probability analyses are carried out using the finite element code Cast3M toinvestigate the time-dependent extent of the Excavation Damaged Zone (EDZ) which refers to a region characterized by significant and mainly irreversible changes in geochemical and hydromechanical properties. In the following, a multiscale numerical approach is employed to investigate its creep and damage behaviour under mechanical condition. Firstly, a micromechanics-based model within the finite element square (FE2) framework is developed to model the short-term and long-term behaviours of saturated COx claystone. For the viscous behaviour, two microscale mechanisms have been introduced: the viscoplasticity of the clay aggregates and the viscoelasticity of their contacts. Then, the creep model of COx claystones developed at small scale is applied to model the large-scale creep behaviour at laboratory and gallery scales. From simulation results of laboratory scale, a clear three-stage creep process is reproduced, including the primary creep stage, second creep stage and tertiary creep stage. At the gallery scale, the long-term effect of viscosity on the gallery convergences, the evolution of EDZ, and the long-term drainage and pore pressure around a gallery are investigated. Finally, the above developed double-scale creep model used to simulate saturated cracked medium is extend to partial saturated case to study the interaction between rock and the atmosphere occurs through air circulation within underground galleries. The emphasis is to study the effect of the gallery air ventilation on hydromechanical behaviour of host rock. The model predictions reproduce the drainage and desaturation kinetics of undisturbed and damaged rock

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Diaz, Nathalie. "Modélisation prédictive de la migration des anions par description de la microstructure de la roche : application à l'argilite du Callovo-Oxfordien." Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066035.

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Abstract:

Dans le cadre du stockage des déchets radioactifs dans une formation géologique profonde, la compréhension des phénomènes de transport dans l'argilite est nécessaire. A l'échelle macroscopique, la diffusion des espèces est décrite par un coefficient de diffusion effectif. Les mesures en laboratoire et in situ de ce coefficient de diffusion effectif dans l'argilite suggèrent un comportement spécifique des ions lié à la fraction argileuse de la roche. Cette étude développe une démarche multi-échelle pour prédire le coefficient de diffusion effectif des anions dans l'argilite du Callovo-Oxfordien. Les propriétés de transport et la microstructure (organisation spatiale des minéraux) de la roche sont caractérisées par des cartes minérales (2x2 mm²) résultant de la combinaison des cartes élémentaires obtenues par microsonde LIBS. Les coefficients de diffusion effectifs sont mesurés par la technique de through-diffusion. Deux modèles de diffusion ont été développés à deux échelles différentes. A l'échelle du nm-µm, un modèle de solvant continu considérant les effets de l'hydratation, de la taille finie des ions et l'influence des surfaces chargées des argiles permet de quantifier en accord avec les valeurs expérimentales la rétention des cations faiblement hydratés et la diffusion des anions en fonction de la nature de l'électrolyte en équilibre avec l'illite et d'une taille de pore moyenne. A l’échelle du µm-mm, un modèle de diffusion permet de permet de calculer le coefficient de diffusion de l'eau relatif à une microstructure 2-D de la roche comparable à la valeur expérimentale. Le couplage des deux modèles permet de décrire la diffusion des anions dans l’argilite.

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Didier, Mathilde. "Etude du transfert réactif de l'hydrogène au sein de l'argilite intacte." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00770176.

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Abstract:

L'hydrogène gazeux va être produit par la corrosion anaérobique des containers dans le stockage géologique de déchets radioactifs. Ce gaz peut avoir un impact sur la stabilité de la couche géologique, du fait d'une part de son caractère réducteur et d'autre part de sa production en continu pendant environ 100 000 ans. Une augmentation de pression locale peut affecter les propriétés hydro-gazo dynamiques des transferts en hydrogène. Le caractère réducteur de H2 peut modifier les propriétés d'oxydo-réduction de l'argilite du Callovo-Oxfordien (COx) et les propriétés hydrauliques de la barrière, et donc (1) sa minéralogie, (2) la spéciation des radionucléides sortant du container et (3) leur transfert. De plus, si le transport de l'hydrogène gazeux est difficile au sein de la couche géologique, l'augmentation de pression pourrait en induire la fissuration et ainsi créer des chemins préférentiels favorables à cette migration. Un dispositif expérimental a été mis en place afin d'évaluer tant la pression d'entrée de H2(g) que les paramètres de transport par perméation et diffusion à travers le COx. La pression d'entrée de l'hydrogène gazeux au sein de l'argilite du Callovo-Oxfordien saturé est comprise entre 49 et 63 bar. Sachant que la pression maximale attendue est d'environ 80 bar, on pourra donc avoir un déplacement du gaz dans la roche saturée en eau. Pour une saturation supérieure à 0,90 et avec T = 23°C, la perméabilité mesurée est proche de 10-23 m2 et le coefficient de diffusion de 10-12 m2.s-1. Ceci laisse donc envisager un déplacement lent de l'hydrogène dans la roche, par exemple il lui faudra environ 31 710 ans pour traverser un mètre de roche sous l'effet de la diffusion. Il a également été mis en évidence que les paramètres de transport dépendent essentiellement de la saturation de l'échantillon et dépendent peu de la température. Concernant la réactivité, dans des conditions proches de celles dans le stockage, H2 va réduire jusqu'à 9 wt% du Fe(III) structural sous 90°C et PH2 = 5 bar. Cette réaction n'est pas totale et le mécanisme majoritaire va être la sorption de gaz. Les niveaux d'hydrogène ainsi prélevés par le solide atteignent 0,05 wt% à 90°C et PH2 = 0,45 bar. Ce phénomène dépend fortement de la saturation de l'échantillon en eau du fait de la compétition entre H2 et H2O pour se sorber sur les sites de sorption à la surface de l'échantillon. Au total jusqu'à 18 m3 de H2 vont se sorber par m3 de COx sous PH2 = 0,45 bar et T = 90°C en conditions sèches. Ce processus va permettre, en complément du transport de gaz, de diminuer localement la pression en hydrogène.

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HSSAIDA, TOURIA. "Etude palynologique : kystes de dinoflagelles du jurassique (bathonien, callovien, oxfordien) du bassin de guercif (maroc)." Rennes 1, 1990. http://www.theses.fr/1990REN10055.

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Abstract:

Pour l'etude palynologique du jurassique marocain, 111 echantillons de sondage et une centaine provenant d'affleurements, ont ete traites et etudies. Seuls les echantillons de sondage ont livre des kystes. L'etat de conservation, souvent bon, a permis d'identifier 71 especes dont six nouvelles. Des cles de determination ont ete proposees en particuleir pour les genres lithodinia et meiourogonyaulax. Des comptages de tous les constituants du palynofacies ont permis l'etablissement d'histogrammes de frequence relative de la matiere organique, des spores et pollens, des acritarches, des foraminiferes et des kystes de dinoflagelles. La sedimentation au bathonien superieur callovo-oxfordien basal dans le bassin du guercif (maroc oriental), s'est effectuee dans un milieu marin, calme, peu profond. Comme dans le bassin de paris, le passage bathonien callovien est souligne par une regression, une oscillation transgressive se met en place au cours du callovien et la regression qui suit se place a la fin du callovien. Une nouvelle oscillation transgressive s'amorce des le debut de l'oxfordien dans le bassin de guercif. L'analyse detaillee de la distribution verticale de ces kystes et leur frequence relative conduisent a definir les biozones de kystes de dinoflagelles dans le bassin de guercif (maroc oriental). Les assemblages sont cependant proches des assemblages nord-ouest europeens et des correlations peuvent etre faites, avec une relative precision, notamment entre les biozones de kystes de dinoflagelles controlees, par des zones d'ammonites, etablies en angleterre

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Tran, Tan Huy. "Contribution à l’établissement d’un modèle rhéologique thermo-hydro-chimio mécanique de l’argilite du Callovo-Oxfordien." Thesis, Lille 1, 2015. http://www.theses.fr/2015LIL10179/document.

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Abstract:

Le travail concerne la simulation des ouvrages de stockage des déchets radioactifs en formation géologique profonde installés dans l’argilite du Callovo-Oxfordien.Il comporte 3 parties : La première présente le modèle SC2D (Swelling Creep Diagenesis Damage) utilisé pour évaluer les comportements de l’argilite ; La deuxième présente les applications du modèle SC2D pour décrire les zones EDZ des ouvrages excavés. Ces zones sont caractérisées par les domaines où les coefficients d’endommagement sont unitaires. Les coefficients d’endommagement sont évalués à partir d’une extension de la relation de Mazars en considérant les déformations d’extension dans les directions de diagenèse ; La troisième partie concerne les effets différés autour des ouvrages après l’excavation, ils sont représentés par les vecteurs vitesses de déformation dont les amplitudes sont gouvernées par les niveaux d’endommagement et les déviateurs des contraintes. La comparaison entre des mesures de convergences in situ et des résultats modélisés permet de valider le vecteur vitesse de déformation
The study aims to evaluate the radioactive waste storage structures in argillite Callovo- Oxfordien : The first part presents the model SC2D (Swelling Creep Diagenesis Damage) used to simulate the behaviour of argilite, this model is based on special hydro-mechanical characteristics of the argillite Callovo-Oxfordien; The second part shows the applications of SC2D model to describe anisotropic damaged areas around the excavated structures. These EDZ zones are determined when the damage coefficients are unitary and the discontinuities activate when damage coefficient reaches unity, damaged coefficients are calculated from an extension of Mazars by considering the extension deformation in the directions of diagenesi; the final part discussess the delayed effects around the structures after excavation; they are represented by the deformation velocity vectors whose amplitudes are governed by the level of damage and the deviatoric stress. The comparison between in situ convergence measurements and modeled results validates the deformation velocity vectors

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Durce, Delphine. "Interactions et transfert de macromolécules organiques et de colloïdes dans l'argile nanoporeuse du Callovo-Oxfordien." Nantes, 2011. http://www.theses.fr/2011NANT2008.

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Abstract:

La roche argileuse du Callovo-Oxfordien, peu perméable, est envisagée comme roche hôte d’un stockage de longue durée des déchets nucléaires. Les radionucléides présentent une mobilité très faible au sein de cette roche mais leur complexation avec des espèces colloïdales ou des macromolécules organiques, naturellement présentes dans l’eau de pore ou induites par le stockage, pourraient être un vecteur de leur transport. Afin de comprendre dans quelles mesures ces espèces colloïdales et organiques sont mobiles dans l’argilite, si elles interagissent chimiquement et/ou physiquement (filtration) avec la roche, des expériences d’adsorption en milieu dispersé et de transport en roche intacte (expériences de percolation), ont été menées sur des colloïdes de Se(0) et des acides organiques : acide succinique (118Da), acide citrique (192Da) et acide polymaléique (1900Da). Les études d’adsorption sur les colloïdes de Se(0) mettent en évidence la rétention de cette espèce sur la roche, ses propriétés étant écrantées par la présence nécessaire de protéine pour stabiliser la suspension. Les études d’adsorption sur les acides organiques montrent une rétention de ces espèces (entre 2,2. 10-3 et 4,20. 10-2 mol/kg de roche), fortement irréversible et dépendante de la teneur en solution en ion Ca2+ et des propriétés de complexation des acides organiques avec cet ion. Les expériences de percolation sur les acides succinique et polymaléique mettent en évidence la mobilité de ces espèces au sein de la roche intacte. Ces molécules sont soumises à des interactions similaires à celles identifiées en milieu dispersé et ne subissent aucune filtration par le réseau poral de la roche
Low permeability Callovo-Oxfordian clay rock is under consideration as a possible host rock for long-term disposal of radioactive waste in a deep geological repository. Radionuclides move slowly in the Callovo-Oxfordian rock but complexation with colloidal species or organic macromolecules, naturally present in the pore solution or generated by storage, may enhance their migration. These colloidal and organic species can be retained by the clay through chemical interactions or physical immobilization (filtration). To increase the understanding of their mobility, batch and transport experiments (percolation) were performed on crushed and whole rock samples using Se(0) colloids and the following organic acids: succinic acid (118Da), citric acid (192Da) and polymaleic acid (1900Da). Adsorption studies on Se(0) colloids show the retention of this species on the clay. However, the properties of these colloids are masked by the presence of the protein required for the stabilization of the suspension. Adsorption studies on organic acids highlight the retention of these species (between 2. 2. 10-3 and 4. 20. 10-2 mol/kg of rock) which is strongly irreversible and which depends on the Ca2+ ion concentrations in solution and on the capacity of organic acids to complex with this ion. Percolation experiments performed on succinic and polymaleic acids show that despite their size, these molecules are mobile in the pore water of the compact rock. Filtration was not observed. Interactions rock/organic molecule were similar to those identified on a crushed rock

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Aït-Ouméziane, Habiba. "Modalités évolutives et systématiques des genres Rhynchonelloidella Ivanoviella et Thurmanella (Brachiopodes Rhynchonellides) au Callovien et à l'Oxfordien." Dijon, 1987. http://www.theses.fr/1987DIJOS002.

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Brealey, Simon. "The late Oxfordian to Kimmeridgian history of the Rob Roy and Ivanhoe fields, Outer Moray Firth." Thesis, University College London (University of London), 1991. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.555873.

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Le, Couls Matthieu. "Les paléoflores du Jurassique moyen et supérieur (Bathonien - Oxfordien) du bassin parisien et de ses marges." Thesis, Rennes 1, 2017. http://www.theses.fr/2017REN1B045.

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Abstract:

La paléoflore du Jurassique moyen et supérieur du bassin parisien est documentée par un ensemble de gisements assez importants et relativement peu connus, contenant des fossiles de tous types, généralement sous forme d’empreintes avec ou sans cuticule, ou encore sous forme de silicification dans des chailles. Huit gisements historiques ou nouveaux ont été étudiés, plus quatre fossiles isolés, tous datant de l’intervalle Bathonien-Oxfordien, et répartis sur l’ensemble du bassin parisien et de ses marges. Trois gisements ont étés étudiés dans la partie Est du bassin, Il s’agit d’Arc-en-Barrois (Bathonien supérieur), d’Étrochey (Callovien inférieur et moyen) et de Laignes (Callovien moyen). Ils appartiennent tous à l’archipel de la plate-forme bourguignonne, dont les îles étaient alors couvertes d’une forêt mixte xérophytes à Brachyphyllum. Le gisement d’Auxey, situé plus au sud, près de Beaune, daté de l’Oxfordien supérieur, montre au contraire une flore de milieu humide, riche en fougères. Deux autres gisements ont été étudiés au niveau du seuil du Poitou, les flores du Callovien moyen de Sauzé-Vaussais et des environs de Poitiers, riches en bennettitales, correspondant probablement à des milieux xéromorphes assez ouverts. Enfin, deux derniers gisements ont étés étudiés dans l’ouest du bassin, sur la marge orientale du massif armoricain alors émergé, les flores du Bathonien supérieur de Mamers et de Nonant-le-Pin. Ces deux gisements correspondent à des forêts mixtes côtières à Brachyphyllum, dans un milieu également xéromorphe. Ainsi, le bassin parisien présente au Bathonien et au Callovien exclusivement des flores côtières xérophytes, correspondant à des paléoenvironnements plutôt fermés, comme sur la plate-forme bourguignonne, jusqu’à des milieux au contraire assez ouverts, comme dans le Poitou. Les flores de milieu interne, loin des côtes, ne sont pas connues pour cette période. À l’Oxfordien supérieur en revanche, la flore d’Auxey indiquerait plutôt une certaine humidification du climat, bien que de plus amples données soient nécessaires pour confirmer cette interprétation
The palaeoflora of Late and Middle Jurassic of the Paris basin is documented by a set of rather important outcrops, relatively little know, containing fossils of every type, mainly imprints often without cuticle, sometime with, or otherwise silicification in flint nodules. Eight historic or new outcrops were studied, plus four isolated fossils, all dating from the Bathonian-Oxfordian interval and distributed on the whole Paris basin and its margins. Three deposits were studied in the eastern part of the basin, its Arc-en-Barrois (late Bathonian), Étrochey (early and middle Callovian), and Laignes (middle Callovian). They all belong to the archipelago of the Burgundian platform, whose islands are covered by a mixed xerophytes Brachyphyllum forest. The deposit of Auxey, situated to the south, close to the city of Beaune, dated of late Oxfordian shows on the contrary a flora of wet environments, rich in ferns. Two others outcrops were studied close to the seuil du Poitou, the late Callovian flora of Sauzé-Vaussais and Poitiers surroundings, rich in bennettitales, presumably corresponding to relatively open xeromorphic environments. Finally, two last deposits were studied in the west of the basin, on the oriental margin of the emerged Armorican massif, the flora of the late Bathonian of Mamers and Nonant-le-Pin. These two outcrops correspond to a coastal mixed Brachyphyllum forest, also in a xeromorphic environment. Thereby, the Paris basin presents from Bathonian to Callovian exclusively xerophytes floras, corresponding to rather closed paleoenvironments, as on the Burgundian platform, to on the contrary opened enough environments, as in Poitou. The flora of internal environments, far from coasts, are not known for this period. In late Oxfordian on the other hand, the flora of Auxey would indicate rather a certain moistering of the climate, although more ample data are necessary to confirm this interpretation

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Gaidon, Jean-Luc. "Minéralisations et structuration d'une marge continentale passive : l'exemple des concrétions tubulaires du bassin subalpin (Callovien-Oxfordien)." Lyon 1, 1988. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02290384/document.

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Abstract:

Une étude des concrétions tubulaires argilocarbonatées (terres noires, callovien-oxfordien) associées a des pseudobiothermes a été réalisée dans le SE de la France. Les concrétions (jusqu'a 4 M) sont sécantes à la stratification. La partie centrale montre une structure concentrique coaxiale de fes2, Ba-srs04 et CAFEMG Co3 fortement imbriques. La répartition en imprégnation, l'habitus et les traces (Co, Ni, As et Se) rappellent les caractéristiques des pyrites des gisements Sedex. La solution solide Basrso4 a cristallisé entre 100#o et 150#oc (inclusions fluides) à partir de sulfates marins. Les carbonates (calcites, ankérite et strontianite) ont des valeurs #1#3c comprises entre 0& et 37&. Le cortex montre des phénomènes d'albitisation et une meilleure cristallinite de l'illite. Les concrétions sont rapportées à l'existence d'un hydrothermalisme fossile lie à la structuration de la marge tethysienne. Un modele génétique est proposé à partir des données disponibles. Les concrétions illustrent le rôle des failles majeures et de discontinuités secondaires dans la circulation des fluides dont l'origine est discutée en liaison avec les niveaux triasiques et la tectonique salifère, déjà avancée au callovien

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Shen, Wanqing. "Modélisations micro-macro du comportement mécanique des matériaux poreux ductiles : application à l'argilite du Callovo-Oxfordien." Thesis, Lille 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LIL10144/document.

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Abstract:

Ce travail porte sur des modélisations, par techniques d’homogénéisation, de la plasticité des matériaux poreux ductiles. Différentes classes de milieux poreux (avec ou sans compressibilité plastique de la matrice) sont considérées. Pour une matrice de von Mises, nous avons obtenu une expression du critère macroscopique de plasticité des milieux contenant des cavités sphéroïdales aléatoirement orientées. Une extension du critère de Gurson est proposée pour des matériaux dont la matrice est plastiquement compressible et obéit à un critère elliptique. Les résultats obtenus sont appliqués et illustrés dans le cas des milieux à double porosité. Un accent particulier a été ensuite mis sur les géomatériaux poreux. L’argilite du Callovo Oxfordien, géomatériau auquel on s’est intéressé, est modélisé comme un milieu hétérogène, constitué à l’échelle mésoscopique d’une matrice élastoplastique poreuse et d’inclusions élastiques. La transition micro-méso aboutissant à la loi de la matrice argileuse est réalisée pour une phase solide de type Drucker-Prager, à écoulement associé ou non, et pour des cavités sphériques. Tandis que le passage méso-macro s’inscrit dans une démarche d'homogénéisation incrémentale de Hill. Les capacités prédictives du modèle basé sur une phase solide à loi d’écoulement non associée ont été démontrées à travers une large validation expérimentale. Enfin, par souci de simplification du modèle micro-macro proposé pour l’argilite, une version simplifiée du modèle est proposée en s’appuyant sur l’hypothèse d'inclusions rigides. L'introduction d'une règle d'écoulement macroscopique non associée a conduit à des prédictions d’excellente qualité pour l’argilite
This work focused on the plasticity modeling of ductile porous materials. Different classes of porous media (with or without plastic compressibility of the matrix) are considered. Concerning the case of incompressible matrix obeying to the von Mises criterion, by using limit analysis combined with homogenization techniques, we obtained, a closed form expression of the macroscopic yield function for materials containing randomly oriented spheroidal cavities. An extension of the Gurson criterion is proposed for materials whose matrix is plastically compressible and obeys to an elliptic criterion. The obtained results are applied and illustrated in the case of double porous media. Then, an emphasis is put on porous geomaterials. The Callovo Oxfordian argilite, a geomaterial which is of a primary interest in this study, is modeled as a heterogeneous medium made, at the mesoscale, of a porous elastoplastic matrix and elastic inclusions. The micro-meso transition leading to the constitutive law of the clay matrix is performed for an associated or a non-associated Drucker-Prager solid phase and spherical cavities. The meso-macro transition is performed by means of a Hill incremental homogenization method. The predictive capabilities of the micro-macro model based on a non-associated solid phase have been demonstrated via a wide experimental validation. Finally, a simplified version of the micro-macro model is formulated by assuming rigid inclusions. The introduction of a macroscopic non-associated flow rule allows to obtain excellent predictions for the argillite

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Lefrançois, Anne. "Étude de la variabilité sédimentaire dans le Callovo-Oxfordien de la bordure ardennaise du bassin parisien /." [Fontainebleau] : École des mines de Paris, [Centre d'informatique géologique], 1998. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37066384q.

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Gaidon, Jean-Luc. "Minéralisations et structuration d'une marge continentale passive l'exemple des concrétions tubulaires du bassin subalpin, Callovien-Oxfordien /." Grenoble 2 : ANRT, 1988. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb376137425.

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Lefrançois, Anne. "Etude de la variabilite sedimentaire dans le callovo-oxfordien de la bordure ardennaise du bassin parisien." Paris, ENMP, 1995. http://www.theses.fr/1995ENMP0616.

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Abstract:

Dans le cadre des recherches de sites potentiels de stockage de dechets radioactifs a vie longue et haute activite menees par l'agence nationale pour la gestion des dechets radioactifs (andra), les argiles et marnes du callovo-oxfordien constituent, dans le bassin parisien, un objectif de choix. Sur proposition de l'andra, et m'appuyant sur les donnees rassemblees par celle-ci, j'ai realise une etude visant a apprecier la variabilite a differentes echelles des corps sedimentaires callovo-oxfordiens de la bordure ardennaise du bassin parisien. Les approches 1d sur sondage, 2d sur affleurement et 3d synthetique integrant les resultats de nature biochronologique, faciologique, geochimique, sismique et diagraphique mettent en evidence l'importance de la tectonique synsedimentaire au passage callovien-oxfordien et a l'oxfordien moyen a superieur. La mise au point d'une methodologie visant a caracteriser la genese des modifications sedimentologiques et diagenetiques a plusieurs echelles d'observation a permis de caracteriser plusieurs ordres de variabilites: pluridecimetrique, decametrique et pluridecametrique

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Braun, Philipp. "Comportement thermo-hydro-mécanique de l´argilite du Callovo-Oxfordien : Effets des chemins de contrainte et des variations de température." Thesis, Paris Est, 2019. http://www.theses.fr/2019PESC1004.

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Abstract:

L’Agence nationale de gestion des déchets radioactifs (Andra) mène des recherches approfondies afin de caractériser l’argilite du Callovo-Oxfordien (COx) en France, roche hôte potentielle pour le stockage géologique profond des déchets radioactifs. Les études concernent le comportement hydromécanique de la roche dû à l'excavation des galeries ainsi que la réponse thermo-hydro-mécanique (THM) résultant de la chaleur produite par les colis de déchets exothermiques. Un programme expérimental a été mené dans ce travail pour caractériser la réponse de l’argilite du COx sous différentes sollicitations THM dans un cadre thermo-poro-élastique isotrope transverse.Comme l’argilite du COx a une très faible perméabilité, les expériences en laboratoire doivent être adaptées pour de longues durées de saturation et de drainage. Nous présentons des solutions analytiques pour le champ de pression interstitielle en fonction du temps dans un échantillon soumis à différents chemins de chargement et à différents taux. Il s'agit d'un outil simple et efficace pour estimer les conditions devant être réunies afin de déterminer avec fiabilité les paramètres du matériau. Cela permet également d’optimiser les différentes conditions d'essai.À partir de cette approche, une nouvelle procédure de chargement transitoire par étapes a été mise au point pour les essais isotropes, dans des conditions drainées et non drainées, et sous charge thermique et mécanique. Ces protocoles rendent les expériences sur les roches à faible perméabilité plus efficaces en termes de temps, donnant accès à plusieurs paramètres THM et mesures de perméabilité en un seul essai.A partir des données d'essais de compression isotrope, de pression interstitielle et de chargement déviatoriques selon des directions parallèles et perpendiculaires au litage, on a étudié les propriétés poroélastiques des échantillons de roche saturée. Ces essais ont fourni un jeu compatible de paramètres de matériaux, et ce sous différents niveaux de contrainte, mettant en évidence une anisotropie significative. Alors que l'anisotropie du coefficient de Biot calculé par analyse inverse était très faible, nous avons observé une anisotropie importante du coefficient de Skempton.Des essais thermiques ont été réalisés selon différents chemins de chauffage et de refroidissement. Nous avons déterminé les coefficients de dilatation thermique drainée et non drainée dans les deux directions isotropes transverses. La mesure des variations de pression interstitielle a donné le coefficient de pressurisation thermique. Nous avons identifié une dépendance aux contraintes et à la température.Nous avons reproduit des chemins de chargement thermo-hydro-mécaniques correspondant aux chemins in situ sur l'axe de symétrie entre deux alvéoles dans lesquels sont placés les colis de déchets. À l'aide d'un système triaxial spécialement adapté et novateur, les échantillons ont été chauffés sous condition de déformation latérale nulle jusqu'à ce que les surpressions interstitielles thermiques provoquent des contraintes de traction qui ont fini par fracturer le matériau à des contraintes axiales effectives d'environ -3,0 MPa. Des essais sous différentes contraintes latérales totales a permis de décrire la rupture selon le critère de Griffith généralisé par Fairhurst. En utilisant les propriétés des THM évaluées dans l'étude, nous sommes en mesure de reproduire de façon satisfaisante les déformations observées sous tension.Enfin, un modèle thermo-poroélastique a été implanté dans un code de calcul d'éléments finis Freefem++. Le comportement THM autour des alvéoles parallèles disposés à intervalles réguliers a été modélisé. Cela permet de mieux comprendre la disposition spatiale des processus THM, les transferts de chaleur et de fluides, ainsi que le changement des états de contrainte par rapport au critère de rupture présenté ici
Extensive research is carried out by the French National Radioactive Waste Management Agency (Andra), in order to characterize the Callovo-Oxfordian (COx) claystone, a candidate host rock for a deep geological radioactive waste repository in France. The hydromechanical behaviour of the rock due to the excavation of the galleries are studied, as well as the thermo-hydro-mechanical (THM) response arising from heat generated by the exothermic waste packages. A laboratory programme was carried out in this work to characterize the response of COx claystone to different THM loadings within the framework of transversely isotropic thermo-poro-elasticity.Due to the very low permeability of the COx claystone, laboratory experiments have to be adapted for long saturation and drainage durations. Analytical solutions are presented for the time dependent pore pressure field in a specimen submitted to various loading paths and different rates. This provides a simple and efficient tool for the estimation of the conditions that must hold for reliable determination of material parameters. It allows as well an optimization of various test conditions.Based on this approach, a new transient step loading procedure was developed for isotropic tests in drained and undrained conditions, under both thermal and mechanical loading. This protocols render experiments on low permeable rocks more time efficient, giving access to several THM parameters and permeability measurements in a single test.In isotropic compression tests, pore pressure tests, and deviatoric loading tests parallel and perpendicular to the bedding plane, poroelastic properties were investigated on saturated rock specimens. The performed experiments provide compatible material parameters at different stress levels, evidencing a significant transverse isotropy, which had little effects on the back-calculated Biot’s coefficients and more effects on Skempton's coefficients.Thermal loads were exerted on COx specimens along different heating and cooling paths. Drained and undrained thermal expansion coefficients along both the transverse isotropic directions were determined. The measurement of pore pressure changes yielded the thermal pressurization coefficient, with a stress and temperature dependency identified.Thermo-hydro-mechanical loading paths corresponding to the paths expected in situ at the symmetry axis between two microtunnels, in which canisters are placed, were mimicked in the laboratory. Using a specially developed novel triaxial device, samples were heated with no radial strain allowed, until thermally induced pore pressures caused effective tensile stresses, which ultimately fractured the material at axial effective stresses around -3.0 MPa. Fracturing under different lateral total stresses allow to describe the failure with Fairhurst's generalized Griffith criterion. Using the THM properties evaluated earlier in the study, one is able to satisfactorily reproduce the observed deformations under tension.Last of all, a thermo-poroelastic model was implemented in the finite element solver Freefem++. The THM behaviour around parallel microtunnels in periodic layout is simulated in a 2D configuration. This helps to better understand the spatial arrangement of THM processes, heat and fluid transport, and the change of stress states with respect to the presented failure criterion

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Abdulmajid, Mohamad. "Determination of the in-situ fracture properties of Callovo-Oxfordian rocks : application to the prediction of fracture networks geometry around tunnels." Electronic Thesis or Diss., Sorbonne université, 2020. http://www.theses.fr/2020SORUS064.

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Abstract:

L’utilisation de l’énergie nucléaire nécessite des solutions sûres pour le stockage des déchets radioactifs. Une solution proposée pour les déchets radioactifs de haute activité est le stockage dans des formations géologiques profondes à faible perméabilité, telles que des argilites. En France, la faisabilité et la sureté à long terme de cette solution est étudiée dans l’URL (Underground Research Lab - Laboratoire de Recherche Souterrain) de Bure par l’Andra, l’agence nationale de gestion des déchets radioactifs. Motivé par ce défi, nous étudions ici les propriétés de rupture de l’argillite Callovo-Oxfordian (COx) présent sur le site de Bure. La propagation des fissures est le principal mécanisme de rupture des matériaux sous traction. Cependant, dans les matériaux anisotropes comme les argilites, le comportement des fissures lors de leur phase d’initiation, puis de leur propagation reste mal compris. Par conséquent, ces travaux visent également à améliorer notre compréhension des mécanismes élémentaires de rupture dans les matériaux anisotropes, à travers l’exemple de l’argilite COx. Dans ce contexte, nous avons effectué une caractérisation systématique des propriétés de rupture de l’argilite COx par test mécanique tant pendant la phase de propagation de la fissure (via la mesure de la ténacité dans différentes directions du matériau, et pour différents niveaux de teneur en eau), ainsi que dans la phase d’initiation (par la mesure de sa contrainte cohésif dans différentes directions également). Nous avons ensuite montré que nous pouvions mesurer ces propriétés de rupture à partir d’une analyse statistique des surfaces de rupture obtenues.Nous avons ensuite appliqué cette nouvelle méthode de caractérisation des matériaux aux fissures générées lors de l’excavation des galeries souterraines et extraites dans l’URL à 490 m de profondeur. Ceci nous a permis de mesurer les propriétés de rupture de l’argilite COx dans des conditions in situ. Enfin, la caractérisation fine des propriétés anisotropes de rupture de l’argilite (COx) nous a permis de calibrer un modèle visant à expliquer la présence de fissures autour des ouvrages souterrains. En particulier, notre modèle rend compte de façon qualitative la forme et la taille de la zone endommagée observée autour des ouvrages, en s’appuyant sur un mécanisme original de fissuration sous chargement compressif. Pour conclure, nous pensons que ces résultats pourront contribuer à la conceptions d’ouvrages souterrains plus sûrs
The use of nuclear energy requires safe solutions for the storage of radioactive waste. A solution proposed for high activity radioactive waste is the storage in deep low permeability geological formations such as claystones. In France, the feasability and safety of this solution is investigated in the Bure URL (Underground Research Lab) by Andra, the French agency for the management of radioactive wastes. Motivated by this challenge, we explore here the fracture properties of the Callovo-Oxfordian (COx) claystone present in Bure. Crack propagation is the main mechanism leading to material failure under traction. However, in anisotropic materials like claystone, the behavior of cracks both during their initiation and their propagation phase remains poorly understood. As a result, this work aims also at improving our understanding of the mechanisms of fracture in anisotropic materials, through the example of the COx claystone. In addition to that, the determination of the fracture properties of rocks in their in-depth conditions is a very diffcult challenge. We will show here that this diffculty can be overcome by analysing the roughness of the in-depth fractures. We will start this study by a systematic characterization of the fracture properties of the COx claystone from fracture tests performed in the laboratory. We will investigate both the crack propagation phase (through the measurement of the toughness in different directions of the material, for different water content levels) as well as the initiation phase (through the measurement of the cohesive strength in different directions too). We will then show how to measure these material parameters from a statistical analysis of the resulting fracture surfaces. In a second step, we will apply this newly developped method of material characterization to fractures produced during the excavation of the gallery and extracted in the URL at 490 m deep. This analysis will provide the fracture properties of COx claystone in in-situ conditions. Finally, the detailed characterization of the fracture properties of the COx claystone will be used in structural calculations to better understand the origin of the fractures located around the gallery. In particular, we will propose an original mechanism of tensile crack initiation under dominantly compressive loading conditions that allows us to capture the shape and size of the damaged zone observed around the gallery. On the long term, we believe that our work will help to the design of safer galleries dedicated to the storage of nuclear waste

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Michel, Pauline. "Etude expérimentale des interactions organo-minérales de roches argilo-carbonatées : Application au Callovo-Oxfordien de la Meuse." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2006. http://www.theses.fr/2006STR1GE03.

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Sabau, Andrea. "Mécanismes d’interaction du nickel et de l´europium avec la calcite." Thesis, Nice, 2015. http://www.theses.fr/2015NICE4003/document.

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Abstract:

Dans le contexte de l’évaluation de la sûreté d’un stockage de déchets radioactifs en site géologique profond, les réactions de sorption sont un des principaux processus à prendre en compte pour prédire la migration des radionucléides. Ce travail est axé sur deux éléments: l´Eu(III) comme analogue des certains actinides trivalents et le Ni(II) en tant que produit d’activation. La calcite a été choisie comme solide d´étude en tant que composant des argilites du Callovo-Oxfordien. Notre étude combine des expériences de type batch avec des techniques spectroscopiques (SLRT, RBS et MEB-EDXS) pour élucider les mécanismes qui se produisent à l’interface Eu(III) / Ni(II) – calcite. Pour obtenir une meilleure compréhension des systèmes, avant de commencer les expériences de sorption, la chimie en solution de l’Eu(III) et du Ni(II) a été systématiquement étudiée. La calcite a montré une forte rétention de l'Eu(III), quelle que soit la concentration initiale, le temps de contact et la pression partielle de CO2. Ni(II) est également aisément retenu par la calcite, mais la rétention est dépendante de ces deux paramètres. Les résultats de désorption indiquent une réversibilité partielle pour Ni(II). La SLRT a montré l’influence de la concentration et du temps de contact sur l’interaction de l’Eu(III) avec la calcite. Avec l’aide de la RBS et de la MEB/EDX, elle a permis de discriminer entre différents mécanismes tels que la précipitation de surface, la formation de complexes de surface de sphère interne et l'incorporation. La RBS a démontré l'incorporation de l'Eu(III) dans la calcite jusqu’à une profondeur de 250 nm, contrairement au Ni(II) qui lui reste situé en surface
In the context of the safety assessment of an underground repository for nuclear waste, sorption reactions are one of the main processes to take into account to predict the migration of the radionuclides. This work is focused on two elements: Eu(III) as an analogue of trivalent actinides and Ni(II) as activation product. Calcite was chosen as adsorbent due to its presence in Callovian-Oxfordian argillites. Our study combines batch experiments with spectroscopic techniques (TRLFS, RBS and SEM-EDXS) to elucidate the mechanisms occurring at Eu(III)/Ni(II) calcite interface. To obtain a better understanding on the systems, before starting sorption experiments, aqueous chemistry of Eu(III) and Ni(II) was carefully investigated. Macroscopic results showed a strong retention of Eu(III) on calcite, no matter the initial concentration, contact time and CO2 partial pressure. Ni(II) was also readily sorbed by calcite, but the retention was influenced by contact time and concentration. Time-dependent sorption experiments showed a marked and slow increase of retention upon a long time range (up to 4 months).Desorption results indicated a partly reversible sorption for Ni(II). TRLFS highlighted the influence of initial concentration and contact time on the interaction of Eu(III) with calcite. With the help of RBS and SEM-EDXS, it enabled to discriminate between different mechanisms like surface precipitation, inner-sphere complexation and incorporation. RBS showed incorporation of Eu(III) into calcite up to 250 nm, contrary to Ni(II) which was located at the surface

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Dissertations / Theses on the topic 'Oxfordium'

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