Des analyses structurales et pétrophysiques ont été menées dans le Massif de Melechov afin d’étudier les structures contrôlant la porosité, la perméabilité et la conductivité thermique de la roche. La structure du massif a été déterminée sur la base d’un jeu étendu de données incluant des mesures d’ASM et des mesures de terrain des structures ductiles et cassantes. Le système de fractures du massif a été décrit par quatre ensembles de fractures. Les données pétrophysiques mesurées ont servi pour caractériser l’effet de la fracturation et de l’altération sur la géométrie de l’espace poreux et en conséquence sur la perméabilité, la conductivité thermique et les propriétés élastiques du granite. Des propriétés pétrophysiques distinctes ont été identifiées pour du granite intact, du granite sain fracturé ainsi que pour du granite fracturé et altéré contenant des oxydes de fer, de la chlorite et des minéraux argileux. Une étude microstructurale détaillée, combinée à des mesures multi-directionnelles de vitesse des ondes P (VP) à pressions de confinement croissantes a été menée sur un échantillon du granite Lipnice aux schlieren. Les résultats indiquent que l’anisotropie des VP à basses pressions de confinement est contrôlée par des fissures inter-granulaires reliant les clivages sous-parallèles aux schlieren des micas et des feldspaths ainsi que par des fissures intra- ou trans-granulaires dans du quartz sous-parallèles aux fractures d’exfoliation. Une importante fermeture de la porosité de fissures à partir d’une profondeur de 500 m a été interprétée en termes d’élasticité des fissures manifestée par une augmentation rapide des VP avec la pression de confinement croissante. / Structural and petrophysical analysis have been conducted within the Melechov massif with focus on structures controlling the porosity, permeability and thermal conductivity of the rock. The structure of the massif has been constrained based on extensive dataset including AMS and field structural measurements of ductile and brittle structures. The fracture system of the massif has been described by four sets of fractures. The measured petrophysical data have been used to characterize the effect of fracturing and alteration on pore space geometry and in turn on permeability, thermal conductivity and elastic properties of the studied granite. Distinct petrophysical properties have been identified for pristine granite, for fractured fresh granite as well as for fractured granite altered by Fe-oxide, chlorite and clay minerals. A detailed microstructural study combined with multidirectional P-wave velocity measurements at high confining pressure and with AMS analysis has been conducted on a schlieren bearing sample of Lipnice granite. The granite VP anisotropy at low confining pressure was controlled by intergranular cracks interconnecting schlieren-subparallel cleavage cracks in micas and feldspars and by exfoliation fracture-subparallel intra- or trans-granular cracks in cleavage-free quartz. Major closing of the crack porosity linked to the schlieren granite below depth of 500 m has been interpreted in terms of crack compliance reflected by rapid increase in VP with confining pressure.

Les évènements survenus dans le bassin ferrifère lorrain durant cette dernière décennie sont venus souligner les problèmes engendrés par la cessation d’activité minière et l’abandon des concessions comme la sécurité des personnes ou des biens. Au cours de cette thèse, nous avons étudié le rôle que peut jouer la morphologie sur le comportement mécanique de la couverture sédimentaire par rapport au phénomène d’effondrement brutal et d’affaissement progressif. Nous nous sommes attardés sur les situations de vallée et de plateau, pourvues ou non d’une fracturation verticale, et à celle d’une reculée de vallée à travers un ensemble de modélisations 2D (UDEC) et 3D (FLAC3D). Ensuite, nous avons simulé le développement de la fracturation dans un pilier de mine à travers une approche associant des codes de calcul continu (FLAC) et discontinu (PFC). L’ensemble de ces modélisations permettent d’appréhender le rôle de la couverture dans un souci de gestion des risques / The events which have occurred in the lorrain iron basin during this last decade came to underline problems generated by mining industrial cessation and concession surrender like people or goods security. In this study, we studied the role which can play the geomorphology on the mechanical behaviour of overburden in relation with the violent collapse and progressive subsidence phenomena. We have examined valley and tray situations with the presence of vertical fractures and postponed valley situation through 2D (UDEC) and 3D (FLAC3D) modelling. Next, we simulated the fracture development in a mine pillar through a continue (FLAC) and discontinue (PFC) approach. These numerical modellings allow to apprehend the overburden role in a concern for hazard zone control

Les céramiques utilisées dans les Réacteurs à Eau Presurisée sont constituées de dioxyde d'uranium. Irradiée à fort taux de combustion en réacteur, elles présentent en périphérie de pastille une microstructure particulière, dénommée RIM, avec des pores de l'ordre du micromètre fortement pressurisés en gaz de fission. Lors des traitements thermiques (TT) simulant des situations incidentielles ou accidentelles de réacteur, un relâchement important de la zone de RIM est observé. Nous avons considéré que le mécanisme de relâchement du gaz contenu dans les bulles pressurisées est la fracturation mécanique des joints de grains du RIM. Puis nous avons comparé les différents types de sollicitations mécaniques auxquelles sont soumis un joint de grain à la contrainte à rupture de l'oxyde. La première sollicitation est induite par les bulles de gaz surpressurisées du RIM ; elle impose un champ de contrainte à un niveau microscopique i.e. à l'échelle d'une bulle de gaz et son environnement local. La seconde sollicitation est générée par l'interaction mécanique entre la pastille et la gaine. cette sollicitation impose un champ de contrainte à un niveau macroscopique i.e. à l'échelle de la zone de RIM et de son environnement global. La dernière sollicitation résulte de la déformation due à l'évolution structurale du RIM en TT. Les résultats expérimentaux de la thèse montrent que les champs de contraintes microscopiques et macroscopiques n'expliquent pas la fracturation des joints de grains du RIM en TT. Les sollicitations induites par l'évolution structurale du RIM en fonction de la température est un mécanisme possible pour expliquer le comportement mécanique global du RIM en TT. / The ceramics used in Power Water Reactors ar made of uranium dioxide. Irradiatd at high Burn-up, they present a characteristic zone in periphery called High Burn-Up Structure or RIM zone with micrometer pores containing over-pressurizzed gas bubbles. Annealing texts simulating incidental or accidental reactor situations, a strong release of the RIM zone is observed. We have considered that the fission gas release mechanism is the mechanical fracture of the RIM grain boundaries. The we have compared the diffrerent types of mechanical stress applied to a grain boundary with the fracture stress of the oxide. The first stress is due to RIM over-pressurized gas bubbles, these bubbles apply a stress field determined at a microscopic level i.e. at the gas bubbles scale and its local environment. The second stress is generated by the Pellet Cladding Mechanical Interaction (PCMI). This stress applies a stress field on a microscopic scale i.e. at the RIM zone and its overall environent. The last stress is occured by a strain due to the RIM structural evolution during annealing test. The experimental results show that microscopic and macroscopic stress fields to do not explain the RIM grain boundary fracture during annealing test. The stresses induced by the RIM structural evolution as a function of the temperature is a possible mechanism to explain the overal mechanical behavior of the RIM zone during annealing test.

L'objectif principal de cette thèse est de proposer une nouvelle approche de modélisation de la spéléogenèse, susceptible à terme d'acquérir de nouvelles connaissances concernant la mise en place des systèmes karstiques méditerranéens.Il existe plusieurs approches de modélisations numériques de la spéléogenèse,prenant en compte des lois physiques et chimiques contrôlant l'écoulement et la dissolution au sein des aquifères fracturés carbonatés. Néanmoins, les réseaux de vides initiaux considérés par ces modèles ne correspondent en général pas à laréalité de la fracturation.L'approche proposée vise à simuler la karstogenèse au sein d'un aquifère caractérisépar un réseau fracturé, aussi réaliste que possible et satisfaisant des propriétés géométriques.Prenant en compte des paramètres statistiques et géométriques pouvant être obtenus par des observations sur le terrain et des expériences analogiques, il est possible de générer des réseaux 3-D réaliste en termes de position relative des diaclases, qui contrôlé la connectivité globale du réseau.Une fois les réseaux de fractures générés, ceux-ci sont traités afin de construire un maillage incorporé dans un modèle à éléments finis d'écoulement et de transport des eaux souterraines. Les simulations d'écoulement et de transport au sein des réseaux fracturés permettent de déterminer la distribution des vitesses d'écoulement ainsi que de l'âge de l'eau souterraines. Ces distributions sont utilisées pour simuler l'évolution de l'ouverture des différents éléments au moyen de l'application d'une loi empirique dédiée de forme polynomiale.Le calibrage de cette loi est effectué au moyen de tests de type benchmark portant sur des configurations de fracture unique, prenant pour référence des travaux existants, et réalisant des analyses de sensibilité. Des résultats de simulations prenant en compte une matrice carbonatée incorporant la fracture ou le conduit unique, et considérant différentes valeurs de perméabilité matricielle et différentes modalités de recharge, sont présentés.Enfin, des résultats obtenus considérant des configurations caractérisées par une strate carbonatée contenant des réseaux de fractures sont présentés, considérant différentes densités de fracturation, conductivités hydrauliques matricielles et conditions aux limites. / The main objective of this thesis is to provide an approach ofspeleogenesis modeling which would allow to bring new knowledge on the genesis of the Mediterranean karstic systems.Several numerical modeling approaches of speleogenesis exist. They take intoaccount physical and chemical laws for flow and dissolution in fractured carbonate aquifers. Nevertheless, the initial void networks considered by these models gene-rally do not correspond to the fracturing reality.The proposed approach aims to simulate karstogenesis in an aquifer characterizedby a fracture network, while matching field reality as closely as possible andrespecting geometrical properties. Using statistical and geometrical parameters obtained by field observations and analogical experiments, it is possible to generate3-D realistic networks in terms of the relative position of joints that control theoverall network connectivity.Once the fracture networks are generated, they are adapted and incorporated in a3-D ground water flow and transport finite element model. The flow simulationsin the fracture networks allow the determination of the spatial distribution of porevelocities for the initial configuration. This distribution, added to the distributedage of the groundwater, is used to simulate the evolution of the aperture of the different elements by the use of a dedicated empirical equation.The calibration of the empirical growth law is carried out considering initial testson single fractures, taking previous works as reference, and leading sensitivity analyses. Results of simulations taking into account a limestone matrix surrounding the conduit, and considering various values of hydraulic conductivity of the matrixand various recharge conditions, are presented.Then, results obtained considering configurations designed with a single stratum containing fracture networks are presented, considering various fracture densities,matrix hydraulic conductivities and boundary conditions.

La caractérisation des discontinuités mineures à l’échelle d’une galerie est cruciale en ingénierie minière, car elles contribuent à augmenter localement la perméabilité d’un massif rocheux et engendrer des instabilités structurales. L’utilisation de modèles discrets de joints (DFN) permet une représentation fidèle de ces conditions structurales. Cependant, les cartographies linéaires traditionnellement utilisées pour acquérir les intrants sont coûteuses en temps et entrainent des biais de mesures. Des logiciels disponibles commercialement reposant sur la photogrammétrie permettent d’opter pour la cartographie numérique surfacique. Les travaux réalisés permettent de confirmer que cette méthodologie réduit les biais engendrés par la cartographie linéaire. Lorsqu’intégrée à la calibration des modèles DFN de Baecher et de Veneziano, l’approche surfacique permet une représentativité statistique des conditions structurales d’orientation, de longueurs traces et d’intensité de fracturation observées sur le terrain. L’utilisation de DFN calibrés permet d’évaluer la conductivité hydraulique et le potentiel de génération d’instabilités structurales à l’échelle d’une galerie minière.

La région de l’Outaouais (13760 km²), au Québec, connait une forte croissance démographique et les eaux souterraines sont davantage sollicitées. La perméabilité du socle rocheux, essentiellement cristallin, est contrôlée par des fractures entrecroisées et donc hétérogène. Pour identifier des zones-cibles de forage, nous avons confronté des données de capacité spécifique du Système d’Information Hydrogéologique du Québec, validés à l’aide d’essais de pompage réalisés par l’Université Laval, avec des caractéristiques du roc, parmi lesquelles la lithologie, l’épaisseur de roc exploitée par les puits et la présence de linéaments. Il apparait que la texture et la minéralogie des roches ont une influence sur le développement de fractures perméables. On constate aussi que ces fractures se raréfient en profondeur et qu’il n’est donc pas toujours opportun de forer des puits à des profondeurs importantes (< 80 m). En revanche, aucune corrélation entre la présence de linéaments et le rendement des captage situés à proximité n’a pu être observée. / The Outaouais Region (13760 km²) is one of the most rapidly growing communities in Quebec, and where groundwater is increasingly being relied upon as a water supply. The permeability of the mostly crystalline bedrock is controlled by interconnected fractures and then heterogeneous. In order to identify target areas for installing new pumping wells, specific capacity data from the SIH database, which were validated using pumping tests carried out by Université Laval, were compared with rock characteristics including lithology, thickness of rock exploited by each well and proximity to lineaments. The texture and mineralogy of the rock seemed to have an important influence on the development of permeable fractures. We also found that the fracture density decreases with depth and therefore it is not always profitable to drill to deeper depths (> 80 m) to try to increase productivity. In contrast, proximity to lineaments didn’t seem to have any impact on the productivity of wells.

Cette thèse porte sur les interactions entre les déformations halocinétiques locales au sein des mini-bassins salifères et les déformations régionales compressives. L’étude s’appuie sur une analyse structurale multi-échelle détaillée d’une province à mini-bassins se développant dans le bassin d’avant pays de Sivas (Turquie). Une analyse de terrain approfondie, associée à une étude de données de subsurface, permet de proposer une révision des cartes géologiques ainsi qu’une évolution tectonosédimentaire identifiant les déformations liées à la tectonique salifère et celles liées à la propagation de la ceinture de plis et de chevauchements dans l’avant-pays. A partir de l’Eocène supérieur, le fluage del’évaporite autochtone, initié et entretenu par le chargement sédimentaire différentiel ainsi que par la déformation compressive, permet la formation d’une première génération de mini-bassins. Ces minibassins, constitués par une formation continentale Oligocène, vont être recouverts par une nappe d’évaporite allochtone accueillant une seconde génération de mini-bassins constitués de formations continentales et marines Oligo-Miocène. L’initiation du domaine de mini-bassins secondaires est caractérisée par une distribution polygonale du réseau de diapirs et de murs d’évaporites. Ces mini-bassins enregistrent localement les effets de la tectonique salifère par le développement d’une grande variété de structures halocinétiques à différentes échelles telles que les séquences halocinétiques unitaires (crochet et éventail), séquences composites (tabulaire ou fuseau) et megaflaps. Une série de modélisation analogique préliminaire amontré que ces structures peuvent se développer avec ou sans l’application d’une compression aux limites. De plus, les analogies géométriques entre les mini-bassins de Sivas et les provinces salifères connues suggèrent que la dynamique de formation de ces mini-bassins est au premier ordre contrôlée par le chargement sédimentaire différentiel, découplé partiellement de la compression régionale. Néanmoins, l’analyse du réseau de fractures et de l’endommagement matriciel souligne l’enregistrement précoce de la déformation compressive régionale lors de l’initiation des mini-bassins.L’influence du raccourcissement sur la structuration de la province à mini-bassins s’exprime de manière croissante par l’écrasement des corps salifères permettant : (i) le développement de dépocentres linéaires préférentiellement perpendiculaire à la direction de raccourcissement, (ii) l’émergence de corps allochtones d’évaporites en surface, ainsi que (iii) la rotation et translation des mini-bassins. Cette province à mini-bassins génère une discontinuité dans la propagation et l’accommodation de la déformation compressive : la déformation compressive est accommodée auniveau du réseau polygonal de murs d’évaporites formant des structures multidirectionnelles. De plus, cette concentration de la déformation par écrasement des structures salifères entraine la remobilisation des évaporites vers l’avant-pays générant alors un nouveau système salifère. / This doctoral work studies the interaction between withdrawal of minibasins and regional shortening during evolution of a foreland fold-and-thrust belt. This is achieved by a multiscale structural analysis of the Sivas Basin (Turkey). Extensive field work and regional seismic lines interpretations helped to build a new and detailed geologic map of the central Sivas Basin and to provide a new tectonosedimentary framework highlighting the influence of salt tectonics and the regional shortening, starting in the Late Eocene by the autochthonous evaporite deposition. This level is remobilized by the northward migrating sedimentary load, shortening and tilting of the basin southern margin during propagation of the foreland fold-and-thrust belt. Evaporite flow is recorded by the withdrawal of a primary generation of continental Oligocene minibasins which are then covered by an evaporite canopy. The canopy extending northward allows the development of second generation of continental to shallow marine mini-basins from Oligocene to Middle Miocene. Secondary minibasins initiation in the central part of the Basin, is characterized by sub-circular minibasins surrounded by polygonal diapirs and walls. Flanking these minibasins, a large variety of halokinetic structures is described: halokinetic sequences (hooks and wedges), composite halokinetic sequences and megaflaps. Preliminary sand-box modeling study suggests the development of thesehalokinetic structures both with and without shortening. Furthermore, minibasins geometries are closely similar to those imaged or mapped in other salt provinces suggesting that mini-basin withdrew is first control by sedimentary load, probably due to decoupling by the salt. However, the fractures and anisotropy of magnetic susceptibility analyses suggests the record of shortening since the minibasins initiation. The increase influence of regional shortening on the minibasins domain is expressed by salt walls and diapirs squeezing inducing: (i) the development of linear mini-basins perpendicular to the shortening direction, (ii) salt sheet emplacement and (iii) the translation/rotation of minibasins. The minibasins province produces a discontinuity for the fold-and-thrust belt propagation. Indeed, the minibasins province accommodates the shortening deformation along the polygonal network of salt walls and diapirs forming multidirectional structures. Furthermore, the regional shortening accommodation by salt structures squeezing produce an evaporitic remobilization and migration of a salt canopy toward the foreland basin. / Bu doktora tezi/çalışması, bir önülke kıvrım ve bindirme kuşağının evrimi sırasında minihavzaların çekilmesi ve bölgesel kısalma arasındaki etkileşimi konu edinir. Çoklu ölçekteki bu yapısal analiz Sivas Havzası (Türkiye) ölçeğinde gerçekleştirilmiştir. Kapsamlı saha çalışması ve bölgesel olarak sismik kesitlerden ortaya çıkarılan yorumlamalar, Sivas Havzası’nın orta kesiminde detaylı bir jeolojik haritalama yapımına yardımcı olmuş ve otokton evaporit depolanmasının başladığı Geç Eosen’den başlayarak havza için tuz tektoniği ve bölgesel kısalmanın etkisindeki yeni bir tektono-sedimanter çatının ortaya çıkarılmasına neden olmuştur. Söz konusu seviye, önülke kıvrım ve bindirme kuşağının ilerlemesisüresince kuzeye doğru sedimanter dolgunun göçüyle birlikte havzanın güney kenarında kısalıma uğrayarak ve eğim kazanarak remobilize olmuştur. Evaporit akışı, kıtasal Oligosen minihavzalarının ilksel olarak oluşumundan sonra çekilmesine bağlı olarak gözlenmiş ve sonrasında evaporit yaygılarıyla örtülmüştür. Kuzeye kadar uzanan bu yaygı, Oligosen-Orta Miyosen arasında kıtasaldan sonra sığ denizel tipteki ikincil minihavzaların gelişimine de neden olmuştur.Havzanın orta kesimindeki ikincil minihavza başlangıcı, poligonal diyapir ve duvarlar tarafından çevrelenen dairesel minihavzalarla karakterize olur. Bu minihavzaların kanatlarında halokinetik yapılar tanımlanmıştır. Kanca (hook) ve kama (wedge) tiplerde olmak üzere halokinetik seriler, kompozit halokinetik seriler ve megaflaplar bu yapılar arasında sayılabilir. Çalışmanın başlangıcında yapılan kum kutusu model deneyi, bu halokinetik yapıların kısalmayla veya kısalma olmaksızın geliştiğini göstermiştir. Buna ek olarak minihavzaların geometrisi, muhtemelen tuzun ayrışmasından dolayı tortul yükün ilkkontrolünden dolayı çekilen diğer tuz bölgelerinde önerilen haritalanmış minihavzalara benzerdir. Bununla birlikte kırık ve manyetik suseptibilite analizleri, minihavzaların başlangıcından itibaren kısalmanın kayıt edilebilmesi hakkında fikir vermektedir. Minihavza bölgelerindeki bölgesel kısalımın artışı, tuz duvarları ve diyapirlerin sıkışmasıyla birlikte(i) kısalma yönüne dik durumdaki çizgisel minihavzaların gelişimi, (ii) tuz örtülerinin yerleşimi ve (iii) minihavzaların yer değiştirmesi veya dönmesiyle açıklanır. Minihavzalar bölgesi, kıvrım ve bindirme kuşağının gelişimi için bir süreksizlik üretir. Aslında, minihavzalar birçok yönde yapılar oluşturarak tuz duvarları ve diyapirlerin polygonal şekildeki yerleşimi boyunca kısalma deformasyonuna eşlik eder. Üstelik, tuz yapılarının eşlik ettiği bölgesel kısalma önülke havzalarına doğru evaporitik bir göçe de neden olmaktadır.

Les coûts de broyage dans l'industrie minière représentent une grande dépense pour une usine de traitement de minerai. En effet, ceux-ci peuvent atteindre plus de 50% des coûts énergétique du traitement. Le broyage pourrait être optimisé par une meilleure connaissance de la distribution spatiale de la broyabilité des massifs rocheux. Sur les sites miniers, on caractérise habituellement la broyabilité d'un gisement par des tests d(^ broyage sur des échantillons prélevés à plusieurs endroits dans la mine. Cependant, puisque ces tests sont coûteux, relativement peu de roc est ainsi caractérisé. Par ailleurs, certaines informations géologiques et géotechniques sont abondantes et facilement accessibles sur les sites miniers. Ce mémoire vise d'une part à montrer les relations statistiques entre les différentes méthodes usuelles de caractérisation de la roche intacte dans les opérations minières, et d'autre part à démontrer comment le modèle de blocs contenant l'information géologique référencée peut être utilisée pour maximiser notre connaissance de la broyabilité d'un gisement. Pratiquement, ce mémoire étudie les liens entre les résultats des méthodes de caractérisation de la roche en broyage, en mécanique des roches (propriétés du roc intact) et en géologie de 13 échantillons de minerai d'or qui proviennent de deux fosses de la mine Troilus : la fosse 87 et la fosse J4. Les échantillons, qui ont été caractérisés dans le cadre de ce projet, ont été prélevés de 3 trous de forage et de 2 niveaux d'exploitation de la fosse 87, de 3 trous de forage de la fosse ,J4, et de l’alimentation du broyeur en provenance de la fosse 87 (!t de la fosse J4. Ces échantillons ont été prélevés avant la définition du projet de maîtrise. Ils ont été prélevés dans le cadre d'une caractérisation métallurgique de certaines zones de la mine Troilus. Le premier travail réalisé dans le cadre de ce projet a été la caractérisation géologique des échantillons. Cette caractérisation des échantillons a été réalisée sur la base de la description visuelle du type de roche, de la quantité des minéraux majeurs et sur la base des valeurs de facteur de qualité de la roche RQD. Les résultats de la caractérisation géologique ont démontré que les échantillons testés provenaient de deux types de roches : la diorite et la roche intrusive felsique. Les valeurs de RQD ont montré que le massif de Troilus est de bonne qualité. Le deuxième travail a été la caractérisation de la broyabilité des échantillons. Les tests de broyabilité qui ont été choisis sont le test de Bond pour le broyage à boulet, le test de Bond pour le broyage à barres, le test de Bond à basse énergie qui permet de calculer l'indice Wic, le test d'impact qui permet d'évaluer la résistance à l'impact A*b et le test d'abrasion qui permet d'évaluer la résistance à l'abrasion ta- Les résultats de ces tests ont démontré que : - Le minerai de Troilus présente une résistance faible au broyage fin, une valeur élevée de Wic, une résistance à l'impact et à l'abrasion élevée. - La roche diorite est plus résistante au broyage fin et l'impact à faible énergie que le mélange de roche diorite et roche felsique. - La roche diorite est moins résistante à l'impact (A*b) et à l'abrasion {ta) que le mélange de diorite et de roche felsique. - Pour chaque type de roche, les indices de broyages présentent des corrélations acceptables. Le troisième travail a été la caractérisation de la roche par les tests de mécanique de roche. Les tests de mécanique des roches qui ont été choisis sont le test de la résistance en compression uniaxiale, le test de la résistance en tension et le test du double poinçonnement. Les résultats de ces tests ont montré que : - la résistance à la compression est variable pour un même échantillon et pour un même type de roche. - la roche diorite présente un indice de double poinçonnement inférieur au mélange de roche diorite et roche felsique. - la résistance en tension de la roche diorite est inférieure à celle du mélange diorite et roche felsique. - La résistance en tension et l'indice de double poinçonnement ne présentent pas une forte corrélation avec la résistance en compression uniaxiale. - La résistance en tension est fortement corrélée avec l'indice de double poinçonnement dans le cas du mélange. - La résistance en tension est fortement corrélée avec la compression uniaxiale pour les deux types de roches. L'analyse globale des résultats des tests de la broyabilité et des tests de mécanique des roches montre que : - La compression uniaxiale et la résistance en tension de la roche diorite sont liées à sa résistance à l'impact. - L'indice Wi BM est lié avec la résistance en compression uniaxiale et avec l'indice de double poinçonnement du mélange diorite et roche flelsique. - La broyabilité (A*b et i„ ) est liée au RQD moyen dans le cas où le RQD est défini par les 4 valeurs localisées à moins de 30m. - Les roches qui proviennent d'un massif rocheux de bonne qualité résistent mieux à l'impact et à l'abrasion. L'intégration de la relation entre le facteur RQD et les deux résistances de la roche (à l'impact et à l'abrasion) dans le modèle de blocs a permis d'attribuer la broyabilité aux différents blocs d'une fosse conceptuelle. Cette dernière application a montré qu'il est possible d'utiliser le modèle de blocs et l'information géologique disponible pour représenter la distribution dans l'espace de la broyabilité d'une mine à ciel ouvert.

Des blocs de verre archéologique provenant d’une épave découverte près de l’île des Embiez (Var) en mer Méditerranée ont été étudiés en raison de leur analogie morphologique avec les verres nucléaires et de leur environnement connu et stable. Fracturés à l’issue de leur élaboration (comme les verres nucléaires), ces verres se sont altérés près de 1800 ans en eau de mer. Ce travail a abouti au développement et à la validation d’un modèle géochimique capable de simuler l’altération d’un bloc de verre archéologique fracturé au bout de 1800 ans. Les expériences ont permis de déterminer les constantes cinétiques des mécanismes en jeu (interdiffusion et dissolution du réseau vitreux) et les paramètres thermodynamiques (affinité, phases secondaires) de ce modèle. Celui-ci, implémenté dans HYTEC a permis de simuler l’altération de fissures sur 1800 ans. La cohérence des épaisseurs d’altération simulées et des valeurs mesurées sur les blocs valide la capacité prédictive du modèle. Ce modèle permet alors d’expliquer les résultats issus de la caractérisation du réseau de fissures et de son état d’altération. Les fissures de la zone externe du bloc sont les plus altérées du fait du renouvellement rapide de la solution, alors que les fissures internes ont des épaisseurs très fines à cause du couplage entre l’altération du verre et le transport des éléments en solution (effet de l’ouverture initiale et du colmatage). Les résultats expliquent non seulement les épaisseurs les plus fines, mais aussi leur variabilité. Le comportement analogue des verres archéologiques et nucléaires permet d’envisager une transposition de ce modèle aux verres nucléaires en condition de stockage géologique / Fractured archaeological glass blocks collected from a shipwreck discovered in the Mediterranean Sea near Embiez Island (Var) were investigated because of their morphological analogy with vitrified nuclear waste and of a known and stable environment. These glasses are fractured due to a fast cooling after they were melted (like nuclear glass) and have been altered for 1800 years in seawater. This work results in the development and the validation of a geochemical model able to simulate the alteration of a fractured archaeological glass block over 1800 years. The kinetics associated with the different mechanisms (interdiffusion and dissolution) and the thermodynamic parameters of the model were determined by leaching experiments. The model implemented in HYTEC software was used to simulate crack alteration over 1800 years. The consistency between simulated alteration thicknesses and measured data on glass blocks validate the capacity of the model to predict long-term alteration. This model is able to account for the results from the characterization of crack network and its state of alteration. The cracks in the border zone are the most altered due to a fast renewal of the leaching solution, whereas internal cracks are thin because of complex interactions between glass alteration and transport of elements in solution (influence of initial crack aperture and of the crack sealing). The lowest alteration thicknesses, as well as their variability, can be explained. The analog behavior of archaeological and nuclear glasses from leaching experiments makes possible the transposition of the model to nuclear glass in geological repository

Ce travail porte sur la formulation de nouveaux gels permettant de détecter visuellement par changement de couleur une contamination radioactive surfacique α ou γ. Un film mince de gel (< 1mm) est pulvérisé sur la paroi et est facilement récupéré après séchage. Des gels de gomme de xanthane transparents, viscoélastique et contenant des colorants radiosensibles ont été formulés. Des irradiations γ de colorants organiques et de complexe coloré Fer (II)- Xylénol orange dans des gels de silice et de xanthane ont été effectuées. Les mécanismes et les vitesses d'oxydation par radiolyse ont été précisés en fonction de la dose absorbée. Notamment, le xylénol orange et l'erioglaucine sont les deux colorants les plus radiosensibles. Le gel Fer (II)- Xylénol orange- Xanthane, noté FXX, a permis de révéler une tache contamination de 137Césium (émetteur γ d'activité0 = 20 KBq) au bout de 48 heures par oxydation du complexe coloré xylénol orange- Fe (II). Par ailleurs, ce même gel a permis de détecter une contamination surfacique de 239plutonium (émetteur α d'activité0 = 3720 Bq) au bout d'une journée.Pour la récupération après séchage, l'ajout de la silice dans le gel de xanthane a permis de mettre en évidence un résidu final qui délamine à faible concentration en silice ou qui fracture à une concentration élevée en silice. Enfin, l'ajout d'acide (> 2 M) a conduit à un séchage partiel du gel afin d'obtenir un film humide récupérable. / This work deals with the formulation of new gels to detect visually radioactive surface contamination α or γ by color changing. A thin gel film (<1mm) is sprayed onto the wall and is easily recovered after drying, Transparent, viscoelastic polymer xanthan gels and with radiosensitive dyes were selected.γ irradiation of organic dyes and colored complex Fe (II)- xylenol orange in silica and Xanthan gel were performed. Mechanisms and kinetics of oxidation by radiolysis were identified as a function of absorbed dose. The gel iron (II)-xylenol orange- Xanthane, noted FXX, revealed a spot of contamination by 137cesium (γ emitter of Activity0 = 20 KBq) after 48 hours by oxidation of the complex xylenol orange- ion (II). Moreover, the same gel detected a surface contamination by 239plutonium (transmitter Activity0 = 3720 Bq) after one day.For recovering after drying, the addition of silica to xanthan gel helped highlight a final dry residue delaminates at low concentration of silica or fracture at high silica concentration. However, the addition of acid (> 2 M) led to a partial drying of the gel giving a wet film recoverable.