Emission acoustique des roches et endommagement PDF Download
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Author: David Amitrano Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
Book Description
Lors de la sollicitation mecanique des roches, la propagation de fissures provoque l'emission d'une onde acoustique (ea) ainsi qu'une modification des proprietes elastiques du materiau. L'ea est donc un moyen direct pour etudier l'evolution de l'endommagement, depuis le stade diffus jusqu'a celui ou il se localise pour former une discontinuite macroscopique. L'ea est egalement consideree comme un modele a petite echelle de la sismicite induite par les travaux souterrains ou de celle de la croute terrestre. En effet, on observe a ces differentes echelles des distributions en loi puissance (exposant b) qui indiquent une invariance d'echelle. La premiere partie de ce travail est consacree a une etude experimentale de l'ea du granite du sidobre en compression triaxiale. Nous montrons que l'ea est liee a un comportement macroscopique non lineaire et peut etre utilisee comme un estimateur de l'endommagement. L'augmentation de la pression de confinement rend le comportement mecanique plus ductile et fait diminuer l'exposant b. Nous proposons, dans la deuxieme partie, un modele numerique base sur l'endommagement elastique et sur la methode des elements finis. Ce modele permet de simuler les principales observations concernant l'ea et le comportement des roches. En particulier, il permet de simuler un comportement macroscopique allant du fragile avec un endommagement localise au ductile avec un endommagement diffus avec un seul parametre de controle : l'angle de frottement interne. En utilisant des valeurs experimentales de ce parametre, nous parvenons a simuler les transitions fragile-ductile et localise-diffus observees lorsque la pression de confinement augmente. La troisieme partie concerne l'etude de la sismicite induite dans une mine. Le caractere critique de la distribution de la taille des seismes est propose comme un critere de surveillance du risque sismique. La relation entre l'exposant b et la dimension de correlation spatiale des sources sismiques est etudiee.
Author: David Amitrano Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
Book Description
Lors de la sollicitation mecanique des roches, la propagation de fissures provoque l'emission d'une onde acoustique (ea) ainsi qu'une modification des proprietes elastiques du materiau. L'ea est donc un moyen direct pour etudier l'evolution de l'endommagement, depuis le stade diffus jusqu'a celui ou il se localise pour former une discontinuite macroscopique. L'ea est egalement consideree comme un modele a petite echelle de la sismicite induite par les travaux souterrains ou de celle de la croute terrestre. En effet, on observe a ces differentes echelles des distributions en loi puissance (exposant b) qui indiquent une invariance d'echelle. La premiere partie de ce travail est consacree a une etude experimentale de l'ea du granite du sidobre en compression triaxiale. Nous montrons que l'ea est liee a un comportement macroscopique non lineaire et peut etre utilisee comme un estimateur de l'endommagement. L'augmentation de la pression de confinement rend le comportement mecanique plus ductile et fait diminuer l'exposant b. Nous proposons, dans la deuxieme partie, un modele numerique base sur l'endommagement elastique et sur la methode des elements finis. Ce modele permet de simuler les principales observations concernant l'ea et le comportement des roches. En particulier, il permet de simuler un comportement macroscopique allant du fragile avec un endommagement localise au ductile avec un endommagement diffus avec un seul parametre de controle : l'angle de frottement interne. En utilisant des valeurs experimentales de ce parametre, nous parvenons a simuler les transitions fragile-ductile et localise-diffus observees lorsque la pression de confinement augmente. La troisieme partie concerne l'etude de la sismicite induite dans une mine. Le caractere critique de la distribution de la taille des seismes est propose comme un critere de surveillance du risque sismique. La relation entre l'exposant b et la dimension de correlation spatiale des sources sismiques est etudiee.
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LORS DE LA SOLLICITATION MECANIQUE DES ROCHES, LA PROPAGATION DE FISSURES PROVOQUE L'EMISSION D'UNE ONDE ACOUSTIQUE (EA) AINSI QU'UNE MODIFICATION DES PROPRIETES ELASTIQUES DU MATERIAU. L'EA EST DONC UN MOYEN DIRECT POUR ETUDIER L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT, DEPUIS LE STADE DIFFUS JUSQU'A CELUI OU IL SE LOCALISE POUR FORMER UNE DISCONTINUITE MACROSCOPIQUE. L'EA EST EGALEMENT CONSIDEREE COMME UN MODELE A PETITE ECHELLE DE LA SISMICITE INDUITE PAR LES TRAVAUX SOUTERRAINS OU DE CELLE DE LA CROUTE TERRESTRE. EN EFFET, ON OBSERVE A CES DIFFERENTES ECHELLES DES DISTRIBUTIONS EN LOI PUISSANCE (EXPOSANT B) QUI INDIQUENT UNE INVARIANCE D'ECHELLE. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL EST CONSACREE A UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE L'EA DU GRANITE DU SIDOBRE EN COMPRESSION TRIAXIALE. NOUS MONTRONS QUE L'EA EST LIEE A UN COMPORTEMENT MACROSCOPIQUE NON LINEAIRE ET PEUT ETRE UTILISEE COMME UN ESTIMATEUR DE L'ENDOMMAGEMENT. L'AUGMENTATION DE LA PRESSION DE CONFINEMENT REND LE COMPORTEMENT MECANIQUE PLUS DUCTILE ET FAIT DIMINUER L'EXPOSANT B. NOUS PROPOSONS, DANS LA DEUXIEME PARTIE, UN MODELE NUMERIQUE BASE SUR L'ENDOMMAGEMENT ELASTIQUE ET SUR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS. CE MODELE PERMET DE SIMULER LES PRINCIPALES OBSERVATIONS CONCERNANT L'EA ET LE COMPORTEMENT DES ROCHES. EN PARTICULIER, IL PERMET DE SIMULER UN COMPORTEMENT MACROSCOPIQUE ALLANT DU FRAGILE AVEC UN ENDOMMAGEMENT LOCALISE AU DUCTILE AVEC UN ENDOMMAGEMENT DIFFUS AVEC UN SEUL PARAMETRE DE CONTROLE : L'ANGLE DE FROTTEMENT INTERNE. EN UTILISANT DES VALEURS EXPERIMENTALES DE CE PARAMETRE, NOUS PARVENONS A SIMULER LES TRANSITIONS FRAGILE-DUCTILE ET LOCALISE-DIFFUS OBSERVEES LORSQUE LA PRESSION DE CONFINEMENT AUGMENTE. LA TROISIEME PARTIE CONCERNE L'ETUDE DE LA SISMICITE INDUITE DANS UNE MINE. LE CARACTERE CRITIQUE DE LA DISTRIBUTION DE LA TAILLE DES SEISMES EST PROPOSE COMME UN CRITERE DE SURVEILLANCE DU RISQUE SISMIQUE. LA RELATION ENTRE L'EXPOSANT B ET LA DIMENSION DE CORRELATION SPATIALE DES SOURCES SISMIQUES EST ETUDIEE.
Author: Anca Dobrovat Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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La modélisation de la rupture des géo-matériaux constitue un important défi pour les applications telles que la séquestration du CO2 , le stockage de déchets nucléaires, la production des hydrocarbures ainsi que les projets de génie civil concernant les tunnels ou les excavations. L'objectif de cette thèse est de développer des lois d'évolution macroscopiques d'endommagement à partir des descriptions explicites de la rupture à l'échelle microscopique en vue de la modélisation du comportement d'endommagement à long terme des sites de stockage géologique. L'approche adoptée est basée sur l'homogénéisation par développements asymptotiques et la description énergétique de la propagation des micro-fissures, qui permettent l'obtention des lois d'endommagement et conduisent à une quantification explicite de l'énergie de l'émission acoustique associée à la rupture. Les modèles obtenus sont capables de prédire la dégradation des modules d'élasticité en raison de l'évolution des micro-fissures. Cette représentation permet de modéliser la propagation des ondes dans un milieu à endommagement évolutif. Deux types de modèles d'endommagement seront proposés: indépendants de temps et dépendants de temps. Les modèles dépendants de temps décrivent l'évolution progressive quasi-fragile de la micro-fissuration. Dans les modèles dépendants de temps, l'évolution des micro-fissures est décrite à travers un critère sous-critique et la propagation mixte, par branchement. En utilisant le modèle dépendant de temps, des simulations seront faites à trois niveaux: du laboratoire, du tunnel et du réservoir.
Author: Marc Thiercelin Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 212
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INFLUENCE DES PARAMETRES EXTERIEURS SUR L'EMISSION ACOUSTIQUE ET DESCRIPTION DE L'APPAREILLAGE UTILISE POUR LES ESSAIS. ETUDE PLUS PARTICULIERE DU MECANISME A LA SOURCE
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CETTE ETUDE REVELE 3 RESULTATS IMPORTANTS: 1) LA TAILLE DE SOURCE DETERMINEE PAR LE MODELE DE BRUNE ETENDU A L'ONDE P NE CORRESPOND PAS A LA TAILLE DE GRAIN, CECI POUR LES 4 ROCHES ETUDIEES; 2) LA DECROISSANCE DU MOMENT SISMIQUE AVEC LA TAILLE DE SOURCE EST INTERPRETEE EN TERME DE MECANISME A LA SOURCE AVEC UNE DISTINCTION PRINCIPALE RELATIVE A L'ETAT DE FISSURATION; 3) L'OBSERVATION DES DIAGRAMMES NOUS PERMET D'ENTREVOIR UNE POSSIBILITE NOUVELLE DE CLASSIFICATION DES ROCHES PAR UNE METHODE RELEVANT DE LA GEOPHYSIQUE, TENANT COMPTE SIMULTANEMENT DE LA FISSURATION ET DE LA GRANULARITE
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Afin de mieux comprendre les processus d’endommagement des roches sollicitées mécaniquement, nous avons mené une étude « micro-macro » de l’endommagement au sens où nous avons réalisé des mesures microscopiques et macroscopiques de son évolution durant un essai mécanique. Cette étude a ainsi comporté : - des mesures de modules élastiques avant la rupture macroscopique ; - des mesures de vitesses de propagation des ondes élastiques et d’atténuation ; - des mesures d’activité acoustique (événements d’EA). De cette étude expérimentale, se dégagent les résultats suivants : - Il existe une remarquable cohérence entre les trois types de mesures effectuées. - L’endommagement de roches aux comportements macroscopiques différents découle de micromécanismes eux aussi différents. Pour des roches dilatantes, on observe des micromécanismes en extension (Mode I). L’endommagement de roches non-dilatantes résulte de micromécanismes en cisaillement. - Une corrélation entre le contenu fréquentiel des événements d’EA et le type de micromécanismes est observée. Les micromécanismes en extension (Mode I) ont le contenu fréquentiel le plus élevé. Les micromécanismes en compression (fermeture de microfissures, de vides inter-granulaires) ont un contenu fréquentiel basse fréquence. Les micromécanismes de cisaillement ont un contenu fréquentiel intermédiaire aux deux précédents.
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LE BUT FONDAMENTAL DE CETTE RECHERCHE EST D'ETABLIR UNE ANALOGIE ENTRE LE COMPORTEMENT D'UNE EPROUVETTE EXTRAITE D'UNE COUCHE STRATIFIEE D'UNE CARRIERE QUE L'ON SOUMET A DES CONTRAINTES UNIAXIALES ET LE COMPORTEMENT DU MASSIF PROPREMENT DIT PAR DIVERS PROCEDES TECHNIQUES; MESURE DE LA DEFORMATION D'UNE ROCHE, VARIATION DE PROPAGATION D'UNE ONDE LONGITUDINALE. TECHNIQUE D'ENREGISTREMENT ACOUSTIQUE, METHODE DES REPLIQUES, POUR LES ESSAIS EN LABORATOIRE; SISMIQUE REFRACTION, ECOUTE DES REMANIEMENTS DE LA ROCHE APRES LE TIR, POUR LES ESSAIS SUR LE TERRAIN
Author: David Amitrano
Author: David Amitrano
Author: DAVIDE.. AMITRANO
Author: Anca Dobrovat
Author: Philippe Mestat
Author: Marc Thiercelin
Author: Philipp Sala
Author: Abdellah Benzaïm
Author: Marie-Christine Reymond
Author: Jérôme Wassermann
Author: M.-C.. REYMOND