Contribution à l’étude du comportement mécanique et acoustique des milieux hétérogènes et poreux : Application aux pierres calcarénites - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2016

Contribution to the study of the mechanical and acoustic behaviors of heterogeneous and porous media: Application to calcarenite rocks

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

Abdelaali Rahmouni

Résumé

Natural materials (rocks, monuments, soils) are porous media, whose their microstructures present a wide diversity. They generally consist of a heterogeneous solid phase and a porous phase which may be fully or partially saturated with one or more fluids. The study of porosity, circulation of the fluid, thermal conductivity, permeability and P-wave velocity in these porous media proves essential for applications such as reservoir geophysics, civil engineering, seismology, monuments and construction field. The objective of this thesis is to study theoretically and experimentally the mechanical and acoustical behavior of the calcarenite sedimentary rocks used in building monuments of Rabat, and to establish the relationships between physical properties of these sedimentary rocks. For this, a homogenizing technique based on the Mori-Tanaka model is presented, the purpose of which is to connect the mechanical properties (Young’s modulus E, compression modulus k, shear modulus μ) and acoustical properties (P-wave and S-wave velocities) to porosity and degree of water saturation. The physical properties of calcarenite rocks were measured, analyzed and their relationships are discussed. This is the porosity, thermal conductivity, bulk density, P-wave velocity and permeability. These relationships can be used to estimate the unmeasured properties from a measured property of the calcarenite rock.
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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tel-01448463 , version 1 (28-01-2017)

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  • HAL Id : tel-01448463 , version 1

Citer

Abdelaali Rahmouni. Contribution à l’étude du comportement mécanique et acoustique des milieux hétérogènes et poreux : Application aux pierres calcarénites. Mécanique [physics]. Université Mohammed V - Rabat, 2016. Français. ⟨NNT : 2016ICME2904⟩. ⟨tel-01448463⟩
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