Caractérisation du comportement mécanique sous compression uni-axiale du marbre de Macael-Espagne

by Kaïs Mehiri

Doctoral thesis in Mécanique

Under the supervision of Paul Lipinski and Pascal Viéville.

Soutenue le 24-06-2008

in Metz, under the authority of EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux, in a partnership with Laboratoire de fiabilité mécanique (laboratoire) .

Thesis committee President: Albert Tidu.

Thesis committee members: Romain Augier, Moussa Naït Abdelaziz, Yves Remond.

  • Titre traduit

    Characterization of the mechanical behaviour under uni-axial compression of Macael's marble-Spain


  • Résumé

    The research work focuses on the characterization of the mechanical response of Macael s marble under uniaxial compression. The long-term objective is the integration of marble in the construction domain as a support material. Like all heterogeneous material, the mechanical behaviour of calcic marbles is directly linked to the microstructure. A correlation between metamorphic events and the induced microstructure is described in this work. The geological study associated with images analysis, studies of the crystallographic texture and chemical analysis of marble samples, permit to define the characteristics of a Representative Elementary Volume of Blanco de Macael . To characterize the behaviour under uniaxial compression, several tests were carried out. Prior, an experimental research on the influence of test conditions on the mechanical response has been accomplished. Finally, combining acoustic measures, displacement measures and observations of the samples tested at various scales; the initiation, the propagation, and the coalescence of the local damage mechanisms leading to the macroscopic fragile rupture, have been identified. Tests of uniaxial compression in various directions, have demonstrated an anisotropic behaviour of the marble. Three characteristics of the microstructure governing this mechanical response were distinguished (grains morphology, crystal orientation and mineral inclusions). The results of this work constitute the basis for the conception of a numerical tool. The development of the simulation is in progress.


  • Abstract

    Ce travail de recherche porte sur la caractérisation de la réponse mécanique du marbre de Macael sous compression uniaxiale. L objectif à long terme est l intégration de ce marbre dans le domaine de la construction en tant que matériau de soutien. Comme tout matériau hétérogène, le comportement mécanique du marbre calcique est directement lié à la microstructure. Une corrélation entre les événements métamorphiques et la microstructure induite est décrite dans ce travail. L étude géologique associée aux analyses d images, aux études de la texture cristallographique et aux analyses chimiques d échantillons de marbre, a permis de définir les caractéristiques du Volume Elémentaire Représentatif du Blanco de Macael. Pour la caractérisation du comportement sous compression uniaxiale plusieurs essais ont été effectués. Préalablement, une recherche expérimentale sur l influence des conditions d essais sur la réponse mécanique a été accomplie. Enfin, en alliant les mesures acoustiques, les mesures de déformations et les observations des échantillons testés à différentes échelles¡; l initiation, la propagation et la coalescence des mécanismes locaux d endommagement menant à la rupture macroscopique fragile, ont été identifiées. Les essais de compression uniaxiale dans diverses directions, ont démontré un comportement anisotrope du marbre. Trois des caractéristiques de la microstructure régissant cette réponse mécanique ont été distinguées (la morphologie des grains, l orientation cristallographique et les inclusions minérales). Les résultats de ces travaux constituent la base de la conception d un outil numérique de simulation du comportement, en cours de développement.

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Informations

  • Details : 1 vol. (339 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 300-326

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