Electrical fracturing of geomaterials Study of damage and permeability

Fracturation électrique des géomatériaux Etude de l'endommagement et de la perméabilité

Wen Chen (1)

1 SIAME - Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur Appliquées à la Mécanique et au génie Electrique

The purpose of this study is to investigate the evolution of microstructure and transport properties of geomaterials subjected to fast dynamic loads. This dynamic loading is generated by shock waves engended by a pulsed arc electrohydraulic discharge (PAED) under water. The evolution of microcracking and damage is illustrated by the microstructure and the intrinsic permeability of the material. Permeability increases both with the number of shocks and the pressure level. A good correlation between qualitative results of the image analysis from CT scans, performed on specimen before and after the shocks, and permeability is observed. After having exposed the results from an experimental campaign, the developments on the anisotropic damage model of R. Desmorat and a coupling with the permeability are proposed. Finally the whole process is simulated numerically by the codes Europlexus and Cast3M.

Le but de cette étude est d'étudier l'évolution de la microstructure et des propriétés de transfert des géomatériaux sous chargement dynamique rapide. Le chargement dynamique est généré par des ondes de chocs dues à la décharge électrohydraulique d'un arc (PAED) sous l'eau. L'évolution de la fissuration et de l'endommagement est illustrée par celle de sa microstructure et de la perméabilité intrinsèque du matériau. La perméabilité augmente avec le niveau du pic de pression et le nombre de chocs. Une bonne corrélation est observée entre les propriétés du mortier, de la perméabilité, de la porosité et les clichés issus de la microtomographie. Après avoir exposé les résultats d'une campagne expérimentale, des développements sur le modèle d'endommagement anisotrope de R. Desmorat ainsi qu'un couplage avec la perméabilité sont proposés, finalement l'ensemble du processus est simulé numériquement à l'aide des codes Europlexus et Cast3M.

Mots clés: fissuration; endommagement; perméabilité; simulation; béton; dynamique

Domaines: Matériaux

Wen Chen. Fracturation électrique des géomatériaux Etude de l'endommagement et de la perméabilité. Matériaux. Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00577790⟩