Modifications de propriétés pétrophysiques de grès soumis au gel ou recouverts "d'encroûtements noirs vernissés"

par Céline Thomachot

Thèse de doctorat en Sciences de la Terre et de l'univers. Pétrophysique

Sous la direction de Daniel Jeannette.

Soutenue en 2002

à Strasbourg 1 .


  • Résumé

    Dans le cadre de l'étude des altérations sur les grès des monuments alsaciens, des expériences ont été réalisées sur la gélivité et sur les modifications apportées par des encroûtements noirs vernissés (E. N. ) à deux types de grès aux propriétés contrastées :le grès Vosgien, assez grossier, peu argileux et peu sensible à l'altération ; le grès à Meules, fin, plus riche en argiles, aux meilleures propriétés de transferts, plus gélif et favorable aux E. N. Ces grès, maintenus à saturation constante sans réalimentation ni séchage, subissent jusqu'à 30 cycles de gel-dégel. A saturation totale, l'importante fracturation du grès Vosgien par rapport au grès à Meules montre que l'hétérogénéité et les faibles propriétés de transfert sont les facteurs déterminants de la gélifraction. A saturation partielle, le gel accentue l'hétérogénéité, sans aboutir à la fracturation, et les transferts capillaires diminuent. D'autres blocs soumis à 4 cycles d'imbibition-séchage, afin de contrôler la part des transferts hydriques dans les dégradations attribuées au gel, montrent des modifications comparables. Elles sont dues à des déplacements d'argiles visualisés à l'ESEM. Les dilatations occasionnées sont toujours plus importantes que celles dues au gel à saturation partielle. L'altération des grès résulte donc de l'action cumulée des processus de gel et d'imbibition. Les E. N. , par leur localisation, leur morphologie et leur composition, diffèrent des croûtes noires gypseuses habituellement décrites. L'accumulation de matières hydrophobes et l'alternance imbibition-séchage modifient les propriétés de transfert des grès à Meules sur plusieurs centimètres. Si ces E. N. Semblent protéger ces grès, à long terme les surfaces qui en sont recouvertes sont affectées par un débit en plaques. Les dégradations des grès par le gel ou les " encroûtements noirs vernissés " peuvent donc être justifiées par les modifications du réseau poreux provoquées par les humidifications et les séchages.


  • Résumé

    Within the context of research aimed at evaluating weathering effects on sandstones in Alsatian buildings, experiments were carried out to assess frost damage as well as the changes caused by " black varnish " (E. N. ) on 2 sandstones of mixed properties:Vosgien sandstone, a rather coarse sandstone that has little clay mineral and is hardly frost sensitive;Meules sandstone, a thinly bedded sandstone rich in clay mineral, that has better transfer properties, is more frost sensitive and more likely to be coated with E. N. Constant saturation was maintained with neither wetting nor drying as these sandstones were subjected to at times as many as 30 freeze-thaw cycles. At total saturation, Vosgien sandstone cracked much more than Meules sandstone, which thus demonstrated the importance of heterogeneity and poor transfer property as influential factors in frost resistance. At partial saturation, frost action increased heterogeneity but it did not produce cracks and also caused capillary transfer to decrease. Test controls were carried out on other blocks subjected to 4 absorption-drying cycles to assess the part of water transfer on frost damage. These caused similar changes which were due to clay displacements visible by ESEM. Expansion thus induced was repeatedly more significant than that caused by frost on partial saturation. Therefore, sandstone weathering is caused by the cumulative effects of freezing and wetting. In composition, structure and areas covered by it, black varnish differs from the usual black gypsum crust. Successive deposits of hydrophobic particles and alternative wetting-drying cycles altered transfer properties of Meules sandstone over several centimetres. So although sandstones seem to be protected by E. N. , in the long run they are affected by a flake detachment process in the areas covered by it. Therefore, damage of sandstones by freezing or by black varnish can be explained by the fact that wetting and drying modify the pore network.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (324 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 255-263

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Danièle Huet-Weiller.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2002;4003
  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Institut de géologie. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 13647
  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Sciences de la Terre Recherche - cartothèque - CADIST.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T STR2 2002 THO
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.