Comportement thermo-hydro-mécanique et évolution de la microstructure des roches sédimentaires sous fortes contraintes et hautes températures : application à la géothermie

par Youssouf Abdallah

Projet de thèse en Géomatériaux

Sous la direction de Jean Sulem.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec NAVIER (laboratoire) depuis le 03-10-2016 .


  • Résumé

    Le travail de thèse sera basé sur une étude expérimentale macroscopique, associée à des observations fines de la microstructure de la roche, et sur une modélisation du comportement élastoplastique du matériau prenant en compte l'évolution de la microstructure avec l'endommagement. L'étude expérimentale sera réalisée à l'aide d'une cellule triaxiale haute pression-haute température (jusqu'à 150MPa enpression de confinement, 1000MPa en contrainte déviatorique, 200°C en température). Cette cellule sera équipée courant l'année 2016 d'un système de mesure de vitesse des ondes acoustiques afin d'évaluer l'effet des sollicitations thermo-mécaniques sur les modules élastiques de la roche. Les essais mécaniques seront associés à des analyses de la microstructure et de son évolution, menées globalement par porosimétrie, et localement par imagerie 2D et 3D : les échantillons seront imagés dans leur ensemble par micro-tomographie à divers niveaux de sollicitation et les zones de localisation des déformations identifiées par traitement d'image ; une observation post-mortem plus fine par microscopie corrélative, combinant observation optique et électronique (à l'ICMPE), permettra de révéler les micromécanismes de dégradation de la roche.

  • Titre traduit

    Thermo-hydro-mechanical behaviour and microstructure evolution of sedimentary rocks at high pressure and temperature conditions : application to geothermal


  • Résumé

    The thesis will be based on a macroscopic experimental study, associated to accurate observations of rocks' microstructure, and on an elastoplastic behavior modelling of the material taking the microstructure evolution with damage into account. The experimental study will be realized using a high-pressure high-temperature triaxial cell (it can go until 150 MPa of confining pressure, 1000 MPa of deviatoric stress, 200°C of temperature). The cell will be installed during the current year of 2016 and equipped by sound wave velocity measure system in order to evaluate the effect of thermo-mechanical solicitations on rock's elastic modules. The mechanical tests will be associated to microstructure evolution analyses globally undertaken by porosimetry tests and locally by 2D and 3D images: The samples will be imaged by micro-tomography at different solicitation levels, and strain location zones will be identified by image processing; accurate post-mortem electronic and optical observations (at ICMPE) will reveal the rocks' degradation micromechanism.