Article interactif

1 - GÉNÉRALITÉS

2 - DESCRIPTION PÉTROGRAPHIQUE DES ROCHES

3 - PROPRIÉTÉS PHYSIQUES DES ROCHES

4 - COMPORTEMENT ET PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES DES ROCHES

5 - COUPLAGES THERMO-HYDRO-MÉCANIQUES

6 - AUTRES PROPRIÉTÉS MÉCANIQUES

  • 6.1 - Indice de fragilité
  • 6.2 - Dureté et forabilité
  • 6.3 - Abrasivité
  • 6.4 - Essais Los Angeles et Micro-Deval
  • 6.5 - Potentiel de gonflement

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

9 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES

Article de référence | Réf : C350 v2

Mécanique des roches - Caractérisation physique et mécanique des roches

Auteur(s) : Richard GIOT, Stephen HÉDAN, Philippe COSENZA

Date de publication : 10 mai 2023

Pour explorer cet article
Télécharger l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !

Sommaire

Présentation

RÉSUMÉ

Tout projet concernant le massif rocheux requiert que ce massif rocheux soit reconnu et caractérisé précisément du point de vue géotechnique, ce qui est l’objet de la mécanique des roches. Un massif rocheux est un milieu discontinu composé de blocs de roche plus ou moins intacts, séparés par des discontinuités de différentes natures. Le présent article a pour but de présenter les concepts essentiels de la mécanique des roches et se concentre sur la caractérisation géomécanique des roches constituant la matrice rocheuse du massif. On s’intéresse principalement dans ce document aux propriétés physiques et mécaniques des roches. Des éléments sur les phénomènes de couplages thermo-hydro-mécaniques sont également fournis. La caractérisation des discontinuités et du massif rocheux fait l’objet d’un autre article [C352].

Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.

Lire l’article

ABSTRACT

Rock mechanics - Physical and mechanical characterization of rocks

Any project concerning the rock mass requires a comprehensive characterization from a geotechnical point of view, which is the central topic of rock mechanics. A rock mass is a discontinuous environment made up of more or less intact blocks of rock, separated by discontinuities of different kinds. This article aims to present the essential concepts of rock mechanics and focuses on the geomechanical characterization of the rocks constituting the rock mass. In this document, we are mainly interested in the physical and mechanical properties of rocks. Elements on the phenomena of thermo-hydro-mechanical couplings are also provided. The characterization of the discontinuities and the rock mass is the subject of another article [C352].

Auteur(s)

  • Richard GIOT : Professeur des universités - UMR CNRS 7285 IC2MP, ENSI Poitiers, université de Poitiers, Poitiers, France

  • Stephen HÉDAN : Maître de conférences - UMR CNRS 7285 IC2MP, ENSI Poitiers, université de Poitiers, Poitiers, France

  • Philippe COSENZA : Professeur des universités - UMR CNRS 7285 IC2MP, ENSI Poitiers, université de Poitiers, Poitiers, France

INTRODUCTION

La mécanique des roches est une discipline à l’interface de la mécanique et de la géologie. Elle appartient à la fois aux géosciences et aux sciences de l’ingénieur. Son application à des problématiques d’ingénierie constitue une partie de la géotechnique, au même titre que la mécanique des sols. Si de nombreux concepts développés dans le cadre de la mécanique des sols sont applicables à la mécanique des roches, les différences entre ces deux géomatériaux impliquent des différences de comportement mécanique et donc la définition de concepts spécifiques aux roches que cet article, accompagné de l’article [C 352], a pour objectif de mettre en évidence. Quand on s’intéresse à la mécanique des roches, il faut distinguer la roche (qu’on qualifiera également de matrice rocheuse dans cet article) du massif rocheux, ce dernier étant constitué de discontinuités en sus de la matrice rocheuse.

Dans cet article, le point de vue adopté est celui de l’application de la mécanique des roches dans le cadre de projets d’ingénierie, qui en règle générale concerne l’échelle du massif rocheux. La rédaction est donc orientée en ayant à l’esprit l’application des concepts de la mécanique des roches à l’objet d’étude que constitue le massif rocheux. Tout projet concernant le massif rocheux requiert que ce massif rocheux soit reconnu et caractérisé précisément du point de vue géotechnique. Un massif rocheux est un milieu discontinu composé de blocs de roche plus ou moins intacts, séparés par des discontinuités de différentes natures. C’est également un milieu hétérogène, anisotrope et multiphasique, dont le comportement est en outre concerné par un fort effet d’échelle. Le présent article a pour but de présenter les concepts essentiels de la mécanique des roches et se concentre sur les propriétés des roches constitutives des massifs rocheux. La caractérisation des discontinuités et du massif rocheux fait l’objet de l’article [C 352].

L’article est organisé de la manière suivante. Dans un premier temps, une description générale des roches et des concepts de base nécessaires à la compréhension de leur comportement est fournie. Les six sections suivantes ont pour objectif de présenter les grands éléments de la caractérisation de ces roches. Ainsi, la deuxième section est dédiée à la description pétrographique des roches tandis que la troisième section se concentre sur les principales propriétés physiques des roches utiles à la mécanique des roches. La quatrième section est consacrée à la caractérisation géomécanique des roches constituant la matrice rocheuse du massif. Il est présenté dans cette section les principales propriétés mécaniques des roches, notamment la déformabilité et la résistance, ainsi que les critères de rupture adaptés aux roches. Les principaux essais permettant de caractériser ce comportement mécanique sont également abordés. La cinquième section présente les concepts de base nécessaires à la compréhension des phénomènes de couplage thermo-hydro-mécaniques se développant dans les roches et qui ont un fort impact sur leur réponse à diverses sollicitations. Enfin, la sixième section aborde des essais classiques de mécanique des roches visant à déterminer certaines propriétés mécaniques déterminantes dans des projets d’ingénierie géotechniques, vis-à-vis par exemple du choix des méthodes et outils de creusement/forage.

Par ailleurs, pour une vision plus globale de la mécanique des roches et de ces enjeux, le lecteur se reportera à l’article [C 352]qui traite d’une part de la description et de la caractérisation géomécanique des discontinuités, structurant le massif en blocs de roche, et du massif rocheux résultant de l’assemblage roche/discontinuités, et d’autre part d’exemples d’application de la mécanique des roches à l’ingénierie géotechnique.

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 94% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

KEYWORDS

plasticity   |   failure   |   rocks   |   geomechanical behaviour   |   elasticity

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-c350


Cet article fait partie de l’offre

Mécanique des sols et géotechnique

(40 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Lecture en cours
Présentation

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 92% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :

Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.

Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.

Obtenez CerT.I., la certification
de Techniques de l’Ingénieur !
Acheter le module

Cet article fait partie de l’offre

Mécanique des sols et géotechnique

(40 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire
Sommaire

BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - Comité français de mécanique des roches -   Manuel de Mécanique des Roches – Tome 1 Fondements.  -  Presse des Mines (2000).

  • (2) - MATSKOVA (N.) -   Approche multi-échelle pour la caractérisation de l'espace poreux des réservoirs pétroliers argileux non conventionnels.  -  Thèse de l’université de Poitiers, Poitiers (2018).

  • (3) - OUGIER-SIMONIN (A.), RENARD (F.), BOEHM (C.), VIDAL-GILBERT (S.) -   Microfracturing and microporosity in shales.  -  Earth-Science Reviews, 162:198-226 (2016).

  • (4) - FAUCHILLE (A.-L.) -   Déterminismes microstructuraux et minéralogiques de la fissuration induite par dessiccation dans les argilites de Tournemire : apports couplés de la pétrographie quantitative et de la corrélation d'images numériques.  -  Thèse de l’université de Poitiers, Poitiers (2015).

  • (5) - FOSSEN (H.) -   Structural Geology.  -  Cambridge University (2010).

  • ...

Cet article est réservé aux abonnés.
Il vous reste 93% à découvrir.

Pour explorer cet article
Téléchargez l'extrait gratuit

Vous êtes déjà abonné ?Connectez-vous !


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Mécanique des sols et géotechnique

(40 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS

Sommaire

QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE

1/ Quiz d'entraînement

Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.

2/ Test de validation

Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.

Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.


L'expertise technique et scientifique de référence

La plus importante ressource documentaire technique et scientifique en langue française, avec + de 1 200 auteurs et 100 conseillers scientifiques.
+ de 10 000 articles et 1 000 fiches pratiques opérationnelles, + de 800 articles nouveaux ou mis à jours chaque année.
De la conception au prototypage, jusqu'à l'industrialisation, la référence pour sécuriser le développement de vos projets industriels.

Cet article fait partie de l’offre

Mécanique des sols et géotechnique

(40 articles en ce moment)

Cette offre vous donne accès à :

Une base complète d’articles

Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques

Des services

Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources

Un Parcours Pratique

Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses

Doc & Quiz

Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive

ABONNEZ-VOUS