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Depuis sa création, le LAEGO a cherché à mettre en place des collaborations pérennes et enrichissantes avec les autres laboratoires de recherche de l’INPL, CNRS et UHP. Les contacts et les coopérations bien établis avec des laboratoires de recherche nationaux nous ont permis de continuer ce type de collaboration par exemple dans le cadre de plusieurs projets ANR. Les contacts avec l’Industrie et les organismes privés et publiques ont également été favorisés, cela permet aux chercheurs de se confronter aux problèmes réels et de s’en inspirer dans leurs travaux.   

 

Projets fédérateurs INPL

 

-          Projet Jeunes Chercheurs INPL : « Dissolution en milieux poreux couplé à des gradients de masse volumique ». La dissolution d’une matrice poreuse par un fluide est un processus instable qui conduit à la formation de canaux d’écoulement préférentiel appelés wormholes. La compréhension de ces phénomènes est primordiale pour de nombreuses applications, en particulier dans le domaine des géosciences, que ce soit pour l’étude de l’évolution des fractures en géophysique la stimulation des puits par injection acide en génie pétrolier, la stabilité à long terme des cavités de dissolution saline, la fusion du manteau terrestre ou encore la formation des bassins karstiques. L’objectif est d’étudier à la fois de manière expérimentale et numérique les phénomènes de dissolution en milieu poreux en présence d’un gradient de masse volumique. Ce projet, mené en collaboration avec deux autres laboratoires nancéiens (LEM & LEMTA), est soutenu par l’INPL (2005).

 

-          Projet IMAGES : ce projet fédérateur doté en 2005 par l’INPL a permis le regroupement de compétences autour de la problématique du stockage des gaz à effet de serre (G2R, LEMTA, LEM, LAEGO, LTMP). La problématique scientifique était axée sur le comportement d’un réservoir gréseux sous injection de CO₂ ainsi que sur thermodynamique et cinétique des transformations minéralogiques. Il a permis une structuration de la recherche à Nancy et la réussite à des appels d’offre ANR.

 

-          PPF INPL : Programme Pluri-Formation sur la « Caractérisation et le Contrôle du Chaos » soutenu par l’INPL (2003).     

 

Participation à des GDR CNRS et actions INSU

 

-          GDR Forpro : Stockage des déchets en formations profondes regroupant CNRS et ANDRA.. Le LAEGO est impliqué dans une expérimentation in situ au laboratoire souterrain de Bure. Nous devrions travailler aussi en collaboration avec le LEM sur les propriétés de transports et le lien avec la micromécanique des formations rencontrés dans le grand forage profond qui sera réalisé en 2008.

 

-          GDR MOMAS : (Modélisation mathématique et simulations numériques liées aux problèmes de gestion des déchets nucléaires) regroupant CNRS, ANDRA, BRGM, CEA et EDF. Le LAEGO est impliqué dans deux projets de recherche : modélisation de la diffusion non classique dans les sédiments argileux hétérogènes (depuis 2002) et simulation d’excavation en comportement hydromécanique fragile (depuis 2003).

 

-          GDR 2990  HTHS (Hydrodynamique et Transferts dans les Hydrosystèmes Souterrains) : émargeant depuis 1994 dans le Programme de Recherche en Hydrologie développé par le CNRS-INSU, devenu Programme National, puis GDR (coordonnée par F. DELAY - HYDRASA, Poitiers), notre action porte sur les “Transferts Complexes en Milieux Poreux et Ressources en Eau”. Les autres équipes impliquées sont l’IMFT (Institut de Mécanique des Fluides de Toulouse), le LTHE (Laboratoire d’études des Transferts Hydriques et Environnement), le HYDRASA (HYDrogéologie, Argile, Sol et Altération), le FAST (Fluides, Automatique et Systèmes Thermiques), …

 

-          AT’Cytrix’/EC2CO : Influence de la présence de biofilm sur les processus hydrodynamiques et géochimiques en milieu poreux. En collaboration avec le Centre de Géochimie de Strasbourg (CGS UMR7517 CNRS), un projet, déposé dans le cadre de l’AT CYTRIX (Cycles hydro-biogéochimiques, transferts et impacts écotoxicologiques) du programme national EC2CO (INSU), vient d’être accepté (juillet 2007). Il s’agit de quantifier l’influence de la présence de biofilm sur les processus hydrodynamiques et géochimiques en milieu poreux. En se basant sur des méthodes de changement d’échelle, ce projet envisagera d’établir à partir des données à l’échelle du biofilm, le modèle macroscopique et les coefficients effectifs associés (tenseur de dispersion, terme de réaction) gouvernant le transport actif d’un soluté en présence de biofilm à l’échelle du milieu poreux. Différentes approches seront développées et validées sur des résultats expérimentaux réalisés en laboratoire avant d’être intégrées dans le modèle géochimique KIRMAT.

 

Participation à des groupements scientifiques formalisés

 

-          GISFI : Groupement d’Intérêt Scientifique sur les Friches Industrielles (www.gisfi.org) soutenu dans le CPER 2000-2006 et dans le plan régional lorrain 2007-2013 « Après-Mine ». Le projet a pour but l’étude des phénomènes de transferts de polluants et de leur modélisation, ainsi que sur la qualification des moyens de protection des milieux naturels. Ce programme s’appuie sur des cas théoriques, des cas expérimentaux (de laboratoire et/ou sur sites contrôlés) et des cas réels apportés par les différents partenaires. Nos contributions sont :

 

o       de qualifier les sols naturels du point de vue de leur aptitude à l’infiltration, par des mesures au laboratoire dans des conditions se rapprochant le plus possible des conditions climatiques de la zone étudiée ;

 

o       de déterminer une relation entre la capacité d’infiltration et la durée ou l’intensité des averses dans le but de prévoir et de modéliser les relations pluies-débits ;

 

o       d’estimer les effets d’échelle (rôle des discontinuités) et d’étudier les chemins préférentiels ;

 

o       de déterminer les caractéristiques capacitives et hydrodispersives du (des) site(s) ainsi que quantifier les échanges nappe rivière ;

 

o       de quantifier les mécanismes intervenant lors du transfert de polluants (modèle physique et modèle numérique).

 

En outre, les réponses aux questions suivantes : quels sont les phénomènes dont il faut tenir compte ou qu’il est légitime de négliger, quelles sont les capacités des codes de calcul et comment les évaluer dans le but d’estimer, de façon détaillée, les risques associés aux situations répertoriées constituent les verrous susceptibles d’être levés. Cette démarche devrait donc :

 

o       aboutir à une connaissance fine de la dynamique de l’hydrosystème et permettre d’élaborer ainsi un modèle prévisionnel applicable à des polluants cibles ;

 

o       conduire, dans la représentation par modèle, à une hiérarchisation des mécanismes de transfert et des processus réactionnels.

 

-          GISOS : Groupement de recherche sur l’impact et la sécurité des ouvrages souterrains www.gisos.org soutenu dans le CPER 2000-2006 et dans le plan régional lorrain 2007-2013. Ce groupement BRGM-INERIS-INPL a en charge des recherches sur les conséquences de l’après-mine. Le futur CPER sera certainement très réduit. Le LAEGO continuera ses actions de recherche dans les domaines :

 

o       de l’étude du vieillissement et du comportement différé des roches de la formation ferrifère (un site est encore instrumenté) ;

 

o       de l’interaction terrain-structures ;

 

o       de l’estimation des dommages.

 

 

 

-          ZABM : Zone Atelier du Bassin de Moselle soutenu dans le CPER 2000-2006 et dans le plan régional lorrain 2007-2013.

 

-          Gis MR GenCi : la maîtrise des risques dans le domaine du Génie Civil, le groupement a pour fonction de définir les axes de recherche prioritaires en matière de risques, de coordonner et d'animer les actions de Groupes de Travail, de diffuser les résultats obtenus (www.mrgenci.u-bordeaux1.fr/). Le groupement contribue plus particulièrement à la mise en place de stratégies scientifiques pluridisciplinaires (physique et mécanique, matériaux, environnement, technologie, cindynique, sciences de la décision…), et à une meilleure évaluation des incidences des risques par les ingénieurs, et une justification des recommandations ou des règles élaborées dans un cadre réglementaire (national ou européen).

 

Participation à des projets ANR

 

-          ANR ANNOT3D (2005-2008) : Ecoulements gravitaires sous-marins. Sous l’action de la tectonique, un déséquilibre peut se produire déclenchant le déplacement gravitaire (avalanche, coulée plus ou moins fluide) d’une grande quantité de sédiments qui viennent se déposer sur les fonds océaniques. L’objectif de cette recherche est de développer un modèle tridimensionnel d’écoulement gravitaire appliqué au bassin d’Annot. Cette thématique, financée dans le cadre d’un projet ANR Jeunes Chercheuses & Jeunes Chercheurs, devrait permettre en outre une meilleure caractérisation des écoulements à haute densité qui peuvent apparaitre en aval des problèmes de dissolution (cf. thématique Dissolution/Solidification en milieux poreux).

 

-          ANR CO2 (2006-2008) : responsabilité et acteur des projets géomécaniques dans les programmes ANR Injectivité et intégrité. Il s’agit de réaliser des expérimentations innovantes d’injection de CO₂ hypercritique dans des roches telles que des carbonates en mesurant les déformations de manière à établir des lois de comportement utilisables dans les calculs de stabilité de puits et réservoirs (couplages thermo-chemo-mécaniques). Les formations de couvertures de type argilites seront étudiées du point de vue de leur étanchétité (perçage capillaire).

 

-          ANR ARGIC (2006-09) : Analyse du Retrait-Gonflement et de ses Incidences sur les Constructions, le but de ce projet est, à partir d’une meilleure compréhension des mécanismes de déclenchement du phénomène de retrait-gonflement des sols argileux, d’étudier les moyens de prévention de manière efficace et économique, des risques de retrait-gonflement pour les constructions individuelles existantes ou en projet. La proposition scientifique est bâtie autour de trois modules, dont les résultats devraient permettre de répondre aux objectifs majeurs du projet.

 

o       Module A : effets de la sécheresse sur les constructions : interaction sol-structure, pathologie, prévention et réparation des désordres ; modélisation des interactions entre les sols sensibles au retrait-gonflement et les structures des maisons individuelles.

 

o       Module B : approches expérimentales (sites expérimentaux et essais de laboratoire) pour la caractérisation hydromécanique des sols sensibles au retrait-gonflement.

 

o       Module C : mécanismes de propagation de la sécheresse dans le sol et modélisation, modélisation numérique sur la base des observations expérimentales, analyse des répercussions de la dessiccation générale et localisée.

 

Le LAEGO participe au comité scientifique et aux 3 modules de recherche de ce projet.

 

-          ANR Charco (2007-2010) : cette action de recherche concerne le stockage éventuel en veines de charbon. Le LAEGO est chargé de caractériser le comportement mécanique et hydraulique (perméabilité en fonction du gonflement) de différents charbons. Des simulations numériques couplées (prenant en compte les échanges méthane-CO₂) seront effectuées

 

-          ANR PRECCOD : OXYSOL. Avec les partenaires du GISFI, le projet OXYSOL (Procédés d’oxydation et de re-fonctionnalisation par le traitement in situ des sols contaminés) a reçu un accueil favorable dans le cadre de l’ANR PRECCOD (2007). Ce projet se propose de développer une filière de traitement avec une démarche de type développement durable. Une approche multidisciplinaire et multi-échelles tentera de relier l'approche expérimentale et la modélisation numérique, i.e. : validation à l’échelle pilote du procédé (site pilote d’Homécourt) à partir de la connaissance fondamentale des mécanismes mis en jeu.

 

-          ANR TerDOUEST (2007-11) : Terrassements Durables - OUvrages En Sols Traités, ce projet a pour ambition de maîtriser et d’optimiser l’action des liants utilisés en traitement des sols par une approche multi-échelles et par la compréhension des couplages entre les processus physico-chimiques à l’échelle des particules du sol, et les propriétés géotechniques de l’agrégat (de particules à celle de l’ouvrage géotechnique). Ce projet est organisé en 4 modules.

 

o       Module A : concerne l’étude des couplages entre les processus physico-chimiques et le comportement géotechnique des sols traités.

 

o       Module B : étudie l’effet des conditions de traitement sur les propriétés géotechniques du sol traité.

 

o       Module C : vise à étudier le comportement à long terme des sols traités.

 

o       Module D : a pour objet de quantifier du point de vue environnemental les différentes opérations de terrassements et leurs impacts

 

-          ANR Mouvterre (2007) : Interaction sol-structure et aléas mouvements de terrains associés à la présence de cavités souterraines) retenu sur liste complémentaire en juillet 2007.

 

Partenariats avec des EPICs

 

-          ANDRA : l’Agence Nationale pour la gestion des Déchets Radioactifs a souhaité compte tenu des compétences des laboratoires de Nancy et de l’ancienneté et la fiabilité des relations contractuelles signer un accord de partenariat avec les Universités de Nancy. Le LAEGO est directement impliqué dans des recherches sur programme pluriannuel (2007-2011) en géomécanique et sur l’action mécanique des gaz. Le LAEGO est dans le comité de pilotage de ces actions.

 

-          INERIS : l'Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques a des liens forts, même avant la création du LAEGO, avec l’ancien Laboratoire Mécanique des Terrains. Depuis 1998 une convention de partenariat a été signée entre l’INERIS et le LAEGO-INPL. Des avenants annuels fixaient les actions de recherche communes, prévoyaient le pilotage des actions et les flux financiers. Actuellement, l’ INERIS est en train de mettre en place un accord de partenariat scientifique avec l’INPL dans son ensemble. Le LAEGO bénéficiera de cet accord cadre et continuera ses coopérations scientifiques avec l’ INERIS, en particulier sur l’identification et la gestion des incertitudes dans les analyses de risques liés au sol et au sous-sol, l’évaluation des vulnérabilités et l’analyse de l’interaction sol-structure, ainsi que sur les aléas mouvements de pente.

 

Actions contractuelles avec des entreprises

 

-          EDF : il existe depuis plus de 10 ans un partenariat LAEGO-EDF actuellement centré sur le comportement à long terme des ouvrages souterrains (modélisations hydro-thermo-mécaniques, implantations de lois dans ASTER, études de sensibilité, transferts de gaz). Les applications visées sont le comportement des tunnels à long terme et le stockage de déchets nucléaires. Nous sommes officiellement développeurs dans ASTER suivant les procédures qualité d’EDF.

 

-          TOTAL (2005-2007) : planification d’expériences numériques et étude des phénomènes complexes par l'utilisation des plans d'expériences et la méthodologie des surfaces de réponse.

 

-          DURMEYER (2004-2007) : une thèse CIFRE intitulé « Etude du comportement mécanique des colonnes ballastées chargées par des semelles rigides » a été soutenue par cette entreprise de Fondations Spéciales Lorraine.

 

-          VEOLIA Anjou-Recherche (depuis 2005) : un projet de recherche est mise en place avec VEOLIA afin d’étudier  l’influence du comportement géotechnique des terrains (glissements, retrait-gonflement, gel-dégel, transport des fines,…) sur la ruine partielle ou complète des canalisations et des structures adjacentes.

 

 

 

Le LAEGO est membre de l’Institut Carnot Énergie et Environnement en Lorraine ICÉEL.