Contribution à l'étude de l'endommagement de la glace columnaire S2 en compression uniaxiale - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 1998

Contribution à l'étude de l'endommagement de la glace columnaire S2 en compression uniaxiale

Résumé

This work is based on the study of the nucleation of micro cracks in polycrystalline ice. A large part of it consisted in designing a process to grow artificial "model" columnar ice. This structure controlled ice is very close to a two-dimensional material and could be used to connect experimental studies and theoretical analysis. Brick shaped specimens of "model" and "regular" columnar ice have been tested under uniaxial compression (constant load between -1 and -0.5 MPa). The largest face of the specimen was filmed continuously to localise each nucleation site in relation with the local microstructure. By following this experimental procedure, we have obtained a set of data on the number of cracks, their length and orientation together with strain measurements. The comparison between experimental results and theoretical analyses allows a better understanding of the mechanical behaviour of columnar S2- ice which experiences microcracking. Finally, by using the Eshelby's inclusion model in the case of a Newtonian viscoplastic material, which describes the microstructural stress concentrations, we have developed a model of crack initiation based on the stress intensity factor in mode 1.
Ce travail est centré sur l'étude de la nucléation de fissures dans la glace. Une partie importante de l'étude a été consacrée à la mise au point d'une glace artificielle qui fournit un matériau bidimensionnel idéal pour un couplage d'études expérimentales et théoriques. Notre démarche a consisté à conduire une série d'expériences de fluage sur ce type de matériau et sur le type de glace couramment utilisé par la communauté des glaciologues. Selon le niveau de contrainte (entre -1 et -0,5 MPa) le fluage de la glace était accompagné ou non par de l'endommagement. La partie la plus originale de l'étude expérimentale réside dans l'analyse des images vidéo qui permettait l'enregistrement de l'apparition des fissures dans le tiers central des échantillons. Nous avons ainsi obtenu une base de données importante sur la taille des fissures, leur orientation et leur localisation et sur les déformations de la glace. La confrontation des résultats expérimentaux et des analyses théoriques nous a permis de renforcer nos connaissances sur les mécanismes physiques qui sont à l'origine des processus de déformation et de germination de fissures dans la glace de lac. Enfin, en utilisant le modèle de l'inclusion d'Eshelby, dans le cadre d'un comportement viscoplastique newtonien, nous discutons un critère de nucléation basé sur le facteur d'intensité de contrainte en mode 1.
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Dates et versions

tel-00716389 , version 1 (10-07-2012)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00716389 , version 1

Citer

Olivier Ple. Contribution à l'étude de l'endommagement de la glace columnaire S2 en compression uniaxiale. Glaciologie. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 1998. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00716389⟩
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