Propagation et atténuation des ondes ultrasoniques dans des roches fissurées et anisotropes

par Pascal Cuxac

Thèse de doctorat en Génie civil et minier

Sous la direction de Françoise Homand.

Soutenue en 1991

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Les recherches présentées dans ce mémoire concernent l'application de la propagation d'ondes ultrasoniques à l'étude de roches fissurées et/ou anisotropes. Ce travail peut être décomposé en quatre grandes parties : la première étape est basée sur l'étude des célérités des ondes compressionnelles et cisaillantes. Celles-ci permettent la détermination des anisotropies des roches aboutissant à une classification selon le degré de symétrie. Cette symétrie impose les directions de propagation et de polarisation nécessaires à la détermination des modules élastiques dynamiques. Un montage dans une cellule triaxiale nous a permis d'étudier l'influence de la contrainte. Celle-ci se traduit par une augmentation des vitesses du fait de la fermeture de fissures. Cependant l'étude complète de l'évolution des paramètres élastiques avec la pression reste impossible dans le cas de roches anisotropes. La deuxième partie aborde la détermination de l'atténuation d'une onde compressionnelle à partir de la méthode du rapport de spectres. Ces mesures réalisées sur roches fortement anisotropes montrent la nécessité de travailler en milieu confiné afin d'avoir un signal de bonne qualité. Le calcul d'atténuation est ensuite appliqué à la caractérisation d'un milieu isotrope fissuré. Un calcul de densité de fissuration relative est tout d'abord proposé à partir des célérités des ondes. Ensuite, à partir de nos essais, nous discutons des diverses théories existantes. Il apparait que nos résultats font intervenir un grand nombre de mécanismes qui ne peuvent être pris en considération par les différents modèles. En milieu anisotrope, ces mesures sont rendues très difficiles par l'apparition de fissures dans le plan d'anisotropie rendant la roche beaucoup trop atténuante. Enfin, l'étude de la propagation d'ultrasons durant un essai de traction directe permet de constater un endommagement précoce du grès étudié. Le calcul des modules élastiques statiques à partir d'essais de compression constitue la troisième partie. L'influence de la pression de confinement et de l'orientation de l'anisotropie est mise en évidence. Dans la dernière partie, nous comparons les modules élastiques obtenus par les deux méthodes. On constate une bonne corrélation des paramètres sauf lorsque la présence de fissures influe sur la mesure ; les modules dynamiques apparaissent alors supérieures aux modules statiques

  • Titre traduit

    Ultrasonic waves propagation and attenuation in cracked and anisotropic rocks


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Informations

  • Détails : 1 vol. (IX-176 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 135-140. Résumé

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine. Direction de la Documentation. BU Ingénieurs.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1991 CUXAC P.

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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 1991INPL018N
  • Bibliothèque : Université Paris-Est Créteil Val de Marne. Service commun de la documentation. Section multidisciplinaire.
  • PEB soumis à condition
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