Contribution à l’étude du comportement mécanique et acoustique des milieux hétérogènes et poreux : Application aux pierres calcarénites

Résumé

Les matériaux naturels (roches, monuments, sols) sont des milieux poreux, dont leurs microstructures présentent une grande diversité. Ils sont constitués d’une phase solide généralement hétérogène et une phase poreuse qui peut être totalement ou partiellement saturée par un ou plusieurs fluides. L’étude de la porosité, la circulation du fluide, la conductivité thermique, la perméabilité et la vitesse des ondes P dans ces milieux poreux s’avère fondamentale pour des applications comme la géophysique des réservoirs, le génie civil, la sismologie, les monuments et le domaine de la construction. L’objectif de cette thèse est d’étudier théoriquement et expérimentalement le comportement mécanique et acoustique des roches sédimentaires calcarénites utilisées dans la construction des monuments historiques de Rabat et d’établir les relations de corrélation entre les propriétés physiques de ces roches sédimentaires. Pour cela, une technique d’homogénéisation basée sur le modèle de Mori-Tanaka est présentée, dont le but est de relier les propriétés mécaniques (module de Young E, module de compression k, module de cisaillement µ) et acoustiques (vitesses des ondes de compression VP et de cisaillement VS) à la porosité et le degré de saturation en eau. Les propriétés physiques des roches calcarénites ont été mesurées et analysées et leurs relations sont discutées. Il s’agit de la porosité, la conductivité thermique, la densité volumique, la vitesse des ondes P et la perméabilité. Ces relations de corrélation peuvent servir pour estimer les propriétés non mesurées à partir d’une propriété mesurée de la roche calcarénite.

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