El almacenamiento geológico profundo de residuos radioactivos de alta actividad y larga vida es la solución internacionalmente aceptada que ofrece la forma más viable y segura de gestionar dichos residuos. En consecuencia, la comunidad científica y las agencias de gestión de residuos han realizado esfuerzos sustanciales para evaluar el impacto de los procesos termo-hidro-mecánicos THM altamente acoplados involucrados en la vida útil del repositorio sobre el comportamiento de las barreras naturales (formación rocosa huésped) y artificiales. Esta Tesis surge de la necesidad de profundizar en el comportamiento THM de las arcillas Ypresian Ycs -una de las posibles formaciones huésped de Bélgica- a través de ensayos experimentales a escala de laboratorio. Uno de los principales desafíos que surgen en el diseño de prototipos y planificación de protocolos experimentales es la restauración de las altas tensiones in situ antes de la caracterización THM, ya que la recuperación profunda sin drenaje induce altas succiones matriciales, e incluso la apertura de fisuras y huecos a lo largo de los planos de estratificación. La Tesis arroja luz sobre el comportamiento de las Ycs, considerando su variabilidad natural con la profundidad. Para ello se realiza una caracterización integral de sus propiedades geotécnicas y físico-químicas, del estado inicial, de las propiedades de retención de agua, de la composición mineralógica y de las características microestructurales. A pesar de la variabilidad dominante, se detectan patrones comunes a diferentes profundidades. En cuanto al comportamiento térmico, se dedica un esfuerzo considerable a desarrollar equipos y protocolos para medir sistemáticamente la conductividad térmica y el calor específico a diferentes profundidades de la formación arcillosa. Además, se estudia la influencia de la composición mineralógica, la porosidad, el grado de saturación y la anisotropía en estas propiedades térmicas. Las profundas y estratificadas Ycs presentan conductividades térmicas anisotrópicas. Se dedican esfuerzos sustanciales al desarrollo y puesta en servicio de los equipos experimentales totalmente iinstrumentados para evaluar el comportamiento THM en condiciones isocóricas y edométricas. Una contribución significativa es la medición de la tensión horizontal en condiciones edométricas y a diferentes temperaturas (coeficiente K0). La evaluación del comportamiento acoplado THM en estado saturado se centra, por un lado, en determinar los coeficientes de presurización térmica ¿ en condiciones isocóricas y sin drenaje a diferentes temperaturas, al tiempo que se monitorean los cambios en las tensiones totales, las presiones de agua y la permeabilidad K durante las trayectorias de calentamiento y enfriamiento. Las principales observaciones son la tendencia creciente del coeficiente ¿ con la temperatura y el aumento de la relación de las tensiones horizontales y verticales efectivas después de la trayectoria de calentamiento enfriamiento (por encima de 70°C). Además, los análisis microestructurales de muestras post-mortem muestran una generación significativa de macroporosidad que no afecta la K. Por otro lado, el estudio del comportamiento THM tambi én se concentra en la evolución del coeficiente K0 en condiciones edométricas, tensiones de fluencia, compresibilidades pre y post fluencia, hinchamiento/colapso en remojo y expansión/contracción térmica a diferentes estados de tensión y temperaturas. La medición de tensión horizontal permite visualizar el estado generalizado de tensión. Además, permite detectar el aumento sistemático de K0 con el grado de sobreconsolidación y durante el calentamiento a tensión vertical efectiva constante.