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Discontinuités et comportement mécanique des interfaces

Mots clés : naissance et évolution des discontinuités (bifurcations, localisation), comportement des interfaces inclusions-géomatériaux, joints rocheux, massifs rocheux fracturés.

La localisation de la déformation et les discontinuités cinématiques dans les géomatériaux et au niveau des interfaces sol-structure sont des objets d’étude de longue date au laboratoire 3SR. Ces structures fines impactent très fortement les comportements mécaniques et hydrauliques de leur environnement à plus grande échelle. Les enjeux sont forts dans le domaine des Risques (massifs et versants instables, ouvrages en sites critiques ou endommagés), de la conception en génie civil (interaction sols-structure, sollicitations extrêmes), de l’énergie et de l’environnement (réservoirs pétroliers, stockages souterrains de déchets ultimes, géothermie…). Nos travaux relèvent de problématiques fondamentales autant que finalisées, ils concernent les discontinuités naissantes et/ou pré-existantes :

  • Développement des bandes de cisaillement dans les géomatériaux et comportement post-localisé : des outils expérimentaux sont développés pour caractériser les bandes de cisaillement à l’aide des mesures de champs par corrélation d’images 2D et 3D (appareils biaxial sols, biaxial et vrai triaxial roches, machine de cisaillement généralisé 1γ2ε, essais sous faisceau dans notre tomographe à rayons X). D’un point de vue théorique, ces bandes sont analysées comme un problème de bifurcation. Le traitement numérique des problèmes aux limites post-localisés repose sur des milieux continus enrichis.
  • Comportement des interfaces préexistantes : nos outils expérimentaux servent à caractériser les interfaces sols/structure (chambre de calibration, essais dans notre tomographe à rayons X) ou roche/structure, ainsi que les joints rocheux (boite de cisaillement BCR3D). Nos travaux de modélisation vont de l’échelle des interfaces (lois d’interface) à celle des ouvrages et massifs rocheux fracturés.