Diss. Lund. phil. / Meddelanden från Lunds geologisk-mineralogiska institution. Nr. 58.

Thèse de doctorat : Géosciences : Nancy 1 : 2008. Thèse de doctorat : Géosciences : Université de Budapest (Hongrie) : 2008. / Titre provenant de l'écran-titre.

Th. Univ.--Géochimie--Strasbourg, 1986. / La p. de titre porte 1988 et la mention de dépôt légal 1990. Bibliogr. p. 171-175.

Thèse--Sc. nat.--Dijon, 1973. / Bibliogr. p. 364-377.

Le principal objectif de ce travail est l'étude de l'endommagement et de la propagation de la fissuration dans des roches pour prédire leur rupture en utilisant les paramètres d'émission acoustique (EA). Nous avons étudié l'endommagement mécanique et thermique sur des roches de type gabbro et granite, soumises à des contraintes uniaxiales, afin d'identifier un modèle de variation de l'EA avant rupture qui pourrait être corrélé aux mesures faites avant un tremblement de terre. Afin de comparer l'effet de la température et l'effet d'un chargement mécanique sur les paramètres de l'EA, des essais de compression simple ont été réalisés sur des échantillons endommagés thermiquement et des échantillons endommagés mécaniquement sous fort confinement. Nous avons effectué lors de ces essais des mesures d'EA, des mesures de vitesse des ondes élastiques et une étude microscopique post mortem sur les éprouvettes. Par ailleurs, afin de comparer les paramètres de l'EA sous chargement de compression uniaxiale et sous chargement de traction indirecte, quelques essais brésiliens ont été effectués. L'analyse du nombre d'évènements acoustiques et de l'accumulation d'énergie en fonction du temps, montre que le paramètre d'énergie est plus efficace pour caractériser la propagation des fissures et pour prédire la rupture. Sur la base du paramètre d'énergie, au moins trois étapes de forte activité acoustique sont distinguées : la première se situe à environ 25% de la contrainte maximum admissible et la seconde apparaît à 60 %. La dernière étape apparaît vers 95% de la contrainte maximum. Les étapes observées sont analogues aux seuils de contrainte-déformation présentés par Martin (1993) à savoir: l'initiation de la fissuration (σci), la propagation d'endommagement (σcd) et la contrainte maximum dans la roche (σucs). Durant un essai Brésilien trois étapes sont aussi clairement enregistrées. <br />La comparaison des données sur les émissions acoustiques entre des échantillons intacts et des échantillons endommagés en température, montre une différence considérable du nombre des événements acoustiques. Les résultats d'EA des échantillons intacts et traités thermiquement en dessous de 600°C sont comparables. Par contre, il existe une différence significative entre les mesures de l'EA faites sur les échantillons chauffés à plus de 600°C et celles faites sur un échantillon non chauffé. Sur la base de tous les paramètres que nous avons étudiés, nous avons constaté que 600°C est une température critique qui engendre des dégradations physiques et mécaniques (résistance et module d'élasticité), dues au chargement thermique, sur ce type de gabbro. Enfin, nous avons observé que l'endommagement dû à un chargement triaxial sous fortes contraintes de confinement (650 MPa) avait moins d'effet que l'endommagement induit par un chargement thermique.

Le granite de Gangotri-Badrinath, localisé au Garhwal (Indes) appartient à la ceinture des granites du Haut Himalaya. C'est un granite à tourmaline-muscovite fait de plusieurs lentilles d'épaisseur séparées par des zones de pincement. Sa structure se caractérise par une filialité plus ou moins marquée et par une linéation à tourmaline, tous deux d'origine magmatique. Les mesures d'anisotropie de susceptibilité magnétique (ASM) donnent des linéations magnétiques orientées globalement E-W, portées par la tourmaline et la biotite. L'ellipsoïde magnétique est de type aplati. Les mesures de déformation finie effectuées sur le quartz ne donnent pas de direction privilégiée d'étirement. L'ellipsoïde est également de type aplati. Ces résultats suggèrent un mécanisme de déformation non rotationnel, pouvant être responsable des zones de pincements et vont à l'encontre d'une structuration SYN-MCT du granite. Cet événement est peut être relié aux structures collapses du sommet de la dalle du Tibet. L'étude pétrographique montre l'absence de restites et l'origine magmatique de la tourmaline et de la muscovite. L'étude géochimique (majeurs, traces et Ree) montre l'existence de trends, interprétés comme le résultat d'un processus de cristallisation fractionnée. L'hétérogénéité en Rb/Sr implique l'existence de plusieurs unités accolées de magma. Par contre l'homogénéité en 180 suppose que la source soit homogène avant la fusion. Ces données vont dans le sens d'une remontée par fracture et d'une faible viscosité du magma au moment de son extraction (absence de restites et hétérogénéité Rb/Sr)

On se propose de caractériser les altérations du granite d'Auriat (Creuse) à partir d'un forage profond (1003.15 m). Ce mémoire comprend deux volets : - la reconnaissance des altérations du granite : études visuelle, microscopique, chimique, minéralogique et mécanique ; - l'analyse du milieu poreux. Tout au long de l'étude, nous sommes amenés à adapter les moyens d'investigation pour une petite quantité de matériau. Après une revue bibliographique, nous caractérisons le granite d'Auriat et ses altérations à partir des moyens classiques : étude visuelle du sondage, microscopie optique, MEB, diffraction de rayons X, analyses chimiques à l'échelle de la roche puis du minéral , microduretés Vickers, résistance à la compression et géophysique de laboratoire. Il apparaît que les faciès que nous définissons à partir de la couleur des feldspaths (rubéfaction) correspondent à une réalité physico-chimique. La seconde partie du mémoire débute par la mesure du volume poreux du granite. On reprend les différentes méthodes et on met au point une technique de mesure de la porosité à l'eau adaptée aux matériaux très peu poreux (< 2 %). La validité de la méthode est démontrée. La répartition des porosités en fonction des faciès montre que les granites sains sont très peu poreux (< 1 % en moyenne) et les rubéfiés légèrement plus poreux (de 0 à 2 % en moyenne). La décomposition de la porosité totale en porosité de pores et de fissures montre que le faciès sain est affecté par un système de microfissures ouvertes. Le faciès rubéfié possède une porosité de pores dominante et ses microfissures sont largement colmatées. L'essai de porosimétrie au mercure est abordé à partir des calculs utilisés en physique des hautes pressions en tenant compte des corrections de compressibilité relatives à chacun des éléments en présence. L'examen des courbes porosimétriques montre qu'il existe une infraporosité (0.001 < r < 0.01 µm) caractéristique du faciès rubéfié. Nous mesurons la perméabilité au gaz du granite, puis calculons sa surface spécifique à partir de la porosité et de la perméabilité. Enfin, nous présentons une synthèse des résultats et une prospective est envisagée.