Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Zones endommagées“

La crise sociopolitique en Côte d'Ivoire de 2002 à 2010 a gravement endommagé son système éducatif. Cette agitation a été exacerbée dans les anciennes zones assiégées (Centre, Nord, Ouest), où les écoles ont été intégrées par une nouvelle forme de violence qui a miné le système éducatif ivoirien : la violence en milieu scolaire qui survient aux veilles de congés. Dans l’intérêt de saisir son évolution et les transformations subies, cette étude dont le thème est : « congés scolaires et éruptions de violence dans les écoles ivoiriennes : cas de Bouaké » est le fruit d’une investigation sociologique visant à proposer des solutions à ce phénomène majeur qui prend des proportions inquiétantes car les élèves s’adonnent à la violence de tout genre en se formant en groupes organisés. Le contenu de ce document est le fruit d’une analyse qualitative. Nous nous sommes évertués à comprendre les réelles motivations qui animent les élèves de Bouaké à pratiquer ce type de violence en milieu scolaire.Les résultats présentent i) les violences qui surviennent à la veille des congés scolaires, qui mettent en évidence ii) le rapport que les porteurs des violences scolaires entretiennent avec la notion de « congés scolaires », d’une part, et, d’autre part iii) les défis qui se posent à l’institution scolaire face à ce nouveau type de violence scolaire.

En dix-huit mois, le Liban a été confronté à une série d’événements dramatiques. L’aggravation de la crise économique systémique a fait passer le PIB du pays de 55 milliards de dollars en 2018 à 33 milliards en 2020. L’épidémie de Covid-19 et les terribles explosions au port de Beyrouth en août 2020 ont fait des centaines de victimes et des milliers de blessés, et ont causé des dégâts matériels, qui concernent essentiellement les logements et le patrimoine culturel, estimés à 4 milliards de dollars. De larges zones du front de mer, ainsi que des bâtiments historiques, des hôpitaux, des infrastructures, des entrepôts et le silo à grain principal, ont été sérieusement endommagés. Aujourd’hui, dans le centre-ville, les traces des dégâts causés par ces explosions côtoient d’autres ruines, qui remontent à la guerre civile de 1975-1990, et qui sont tout aussi chargées de connotations politiques et culturelles. À quelques kilomètres du port, en effet, se dresse ce qu’on appelle l’Œuf, une coquille de béton dégradée située à proximité de la place des Martyrs. Conçu en 1965 par l’architecte libanais Joseph Philippe Karam, l’Œuf fait figure de paradigme des problèmes actuels de Beyrouth, mais aussi de ses enjeux et de ses exceptionnelles possibilités. Sa situation nous renseigne sur les relations complexes entre architecture, politique et espace public. Le texte souligne la pertinence de l’Œuf en tant que caisse de résonance de questions plus larges, et décrit son appropriation en tant qu’acte politique. Le choix de l’Œuf comme lieu idéal de débat a cristallisé l’essor de modèles alternatifs de participation, et en même temps a témoigné de la capacité latente de l’architecture à fournir un cadre à l’action. L’Œuf est un amplificateur : ses intérieurs absorbent et réverbèrent l’expression de nouvelles exigences, spatiales et politiques.

Abstract La faille d’Aigion appartient à un système de failles normales à pendage nord affectant la bordure sud du golfe de Corinthe, témoin d’une extension active d’échelle régionale caractérisant la région égéenne. Les carottes du forage AIG-10, qui a traversé cette faille, montrent la présence d’une zone endommagée et d’une gouge. Ce travail présente une analyse des lames minces faites à partir de ces carottes. Il confirme la zonation en termes de fracturation à l’approche de la faille. Loin de cette dernière, la fracturation héritée de la phase compressive de l’orogenèse hellénique est dominante, bien qu’il existe aussi une famille E-W liée à l’extension actuelle. Toutes ces fractures sont scellées et le remplissage est similaire d’un point de vue luminescence au calcaire hôte. A l’approche du coeur, la quantité de fractures liées à la faille augmente; le remplissage de ces fractures indique, en cathodoluminescence, le passage de plusieurs fluides qui seraient d’origine externe, et la dernière génération de fractures est encore ouverte. Au mur de la faille, sous 5 m d’épaisseur verticale de cataclasite et d’ultracataclasite dans les calcaires et radiolarites (coeur de faille) et 13 m d’épaisseur verticale de gouge dans les radiolarites, les observations sont plus limitées, car la présence d’un karst a restreint les possibilités de carottage. Néanmoins, on peut observer que le remplissage des fractures liées à l’extension est différent de ce qui nous a été dévoilé au toit. Ceci suggère que la faille, transversalement imperméable aujourd’hui, l’a toujours été. L’analyse de la succession des ciments met en évidence une perméabilité parallèle à la faille à la faveur d’un système de fractures et fentes jeunes et ouvertes, pendant qu’est discuté le transfert de fluides par rapport aux stades de propagation de la faille.

El conflicto social originado por el lobo en Asturias parte de la existencia de posturas encontradas que oscilan entre el conservacionismo y el rechazo a la especie. Para su resolución, se hace necesario el análisis de un factor clave derivado de la interacción entre el lobo y las sociedades humanas: la depredación de esta especie sobre la cabaña ganadera. El presente estudio, basado en el análisis estadístico de los daños registrados por la Administración autonómica, tiene por objeto el análisis de la evolución de los daños de lobo a la cabaña ganadera de Asturias durante el período comprendido entre 1997 y 2016. Los resultados muestran un aumento significativo en el número de cabezas de ganado afectadas, siendo las cabañas de equino y ovino las más severamente dañadas, así como la existencia de un patrón intra-anual según el cual los daños se acentúan en la primavera, especialmente en el mes de mayo. Desde el punto de vista territorial, se observa una clara progresión de los daños hacia el norte desde las áreas montañosas del sur de la región, donde la especie ha estado siempre presente, llegando en la actualidad a afectar a ámbitos costeros y, en ocasiones, altamente humanizados.Le conflit social né autour du loup dans les Asturies comprend des positions oscillant entre conservationnisme et rejet de l’espèce. Pour le résoudre, il est nécessaire d’examiner un facteur clé dérivé de l’interaction entre le loup et les sociétés humaines: la prédation du bétail par cette espèce. Cette étude, basée sur l’analyse statistique des dommages enregistrés par l’administration régionale, vise à suivre l’évolution des dommages entre 1997 et 2016. Les résultats montrent une augmentation du nombre d’animaux affectés (équins et ovins étant plus gravement endommagés), ainsi que l’existence d’un comportement intra-annuel par lequel les dommages sont plus importants au printemps, en particulier en mai. Il y a aussi une nette progression des dégâts vers le nord, touchant les zones côtières, même très humanisées.The social conflict originated around the wolf in Asturias starts from the existence of positions that oscillate between conservationism and rejection of the species. For its resolution, it is necessary to examine a key factor derived from the interaction between the wolf and human societies: predation on livestock. The present study, based on the statistical analysis of the damages registered by the Asturian Regional Administration, aims to monitor the evolution of the damages between 1997 and 2016. The results show an increase in the number of animals affected, being the equine and the sheep the most severely damaged, as well as the existence of an intra-annual pattern whereby the damage is accentuated in the spring, especially in May. Likewise, there is a clear progression of damage to the north, currently affecting coastal areas and, sometimes, highly humanized.

Cet article représente une évaluation de l'état actuel et des tendances observées dans les écosystèmes lacustres, ainsi que de leur état futur probable lorsque les réductions d'émissions requises dans le cadre de l'Entente Canada-États-Unis sur la qualité de l'air auront été effectives. Outre une synthèse des faits saillants de ce dossier pour l'ensemble du Canada, le présent article s'appuie aussi sur l'ensemble des données physico-chimiques récentes (8874 échantillons) observées sur 2779 lacs de l'est canadien, ainsi que celles recueillies (1012 échantillons) sur 252 lacs de l'ouest canadien depuis 1985. Des données biologiques (poissons, benthos, zooplancton et oiseaux aquatiques) ont également été inventoriées pour identifier l'ampleur des dommages biologiques. Les nombreux lacs ayant subi une acidification anthropique récente sont situés pour la plupart dans l'est du Canada où les dépôts de SO- sont élevés. La sensibilité des sols influence également leur distribution spatiale. Durant la période s'échelonnant de 1981 à 1994, seulement 33% des 202 lacs faisant l'objet d'un suivi temporel dans l'est du Canada ont montré une amélioration significative de leur acidité (réduction) en réponse à la baisse des dépôts de SO- (11% des lacs ont subi une hausse d'acidité et 56% n'ont montré aucun changement). Plus de la moitié des lacs ayant récupéré se situent à proximité de Sudbury en Ontario. Plusieurs processus biogéochimiques sont responsables du retard dans la réversibilité de l'acidification. Pour cette raison, la récupération biologique a été très faible dans l'est canadien, exception faite de la région immédiate de Sudbury. Trois scénarios d'émissions ont été considérés: scénario 1: niveaux d'émission canadiens et américains de 1985; scénario 2: émissions canadiennes de 1994 et émissions américaines de 1990 ; scénario 3: réductions d'émissions américaines et canadiennes complétées. Ces scénarios de réductions d'émissions, qui ont été utilisés comme données d'entrée à des modèles stationnaires simulant la chimie des eaux de surface et qui ont été appliqués à cinq grandes zones lacustres du l'est canadien, suggèrent que la proportion de lacs "endommagés" (définis comme étant des lacs de pH<6) diminuera conséquemment aux réductions d'émissions américaines et canadiennes. De 11 à 49% des lacs acidifiés le resteront après l'ensemble des réductions prévues (scénario 3). Le Québec et l'Ontario, qui reçoivent actuellement les plus fortes retombées acides, bénéficieront le plus des réductions. Les gains environnementaux seront plus faibles dans l'est et dans l'ouest du Canada. De plus faibles dépôts acides et une contribution naturelle à l'acidité pourraient expliquer cette moins grande récupération. Il est maintenant reconnu que le pH est le principal facteur d'influence de la diversité spécifique du poisson, bien que d'autres facteurs comme la morphométrie du lac, l'altitude et les concentrations de COD soient aussi en partie responsables. Une réduction des dommages biologiques (i.e.baisse des disparitions de populations de poisson) serait donc possible, mais cette amélioration ne surviendra qu'après la hausse du pH des eaux de surface. L'importance relative des gains au plan biologique suivra une évolution similaire à celui des aspects chimiques. Des dommages significatifs aux écosystèmes lacustres subsisteront néanmoins après réalisation de l'ensemble des réductions d'émissions. Des pertes de populations de poissons devraient subsister dans 6% (Sudbury) à 15% (Kejimkujik) des lacs. Compte tenu du grand nombre de lacs situés dans le sud-est canadien, les pourcentages précédents impliquent que les ressources piscicoles perdues pourraient être très élevées. La restauration des communautés piscicoles devra passer dans bien des cas par un ré-enpoissonnement. De nouveaux programmes de contrôle visant des réductions supplémentaires d'émissions seront dès lors nécessaires pour protéger correctement les écosystèmes sensibles.

On regroupe sous le nom d’acoustique non linéaire différentes techniques qui consistent à analyser la réponse ultrasonore des matériaux lorsqu’ils sont soumis à des niveaux d’excitation, le plus souvent élevés. L’analyse peut être effectuée dans le domaine fréquentiel (ex. analyse d’harmoniques supérieures) ainsi que dans le domaine temporel (ex. analyse du temps de vol ou de la phase du signal). L’avantage de cette approche peut consister dans la possibilité d’analyser un composant dans sa globalité et de pouvoir effectuer une analyse plus fine une fois les zones endommagées identifiées. Ceci peut être intéressant quand par exemple, le composant sondé présente un endommagement diffus, non détectable par échographie ultrasonore. Cette contribution évoquera les différentes méthodes acoustiques non linéaires permettant d’effectuer une analyse globale et/ou locale basée sur les harmoniques supérieures ou la résonance pour extraire différents paramètres acoustiques. Seront également présentées les applications des différentes méthodes en termes de santé matière, endommagement, vieillissement/fatigue en lien avec les caractéristiques mécaniques. Ainsi, nous discuterons le degré de non-linéarité des matériaux étudiés et les moyens de sollicitation dynamique nécessaires en liaison avec les équipements disponibles permettant de mettre en oeuvre ces méthodes. L’intérêt et le positionnement des différentes méthodes et technologies dans le paysage CND et dans le cadre de l’émergence de nouveaux procédés, tels que la fabrication additive, sera également discuté. Enfin, un classement méthodes/paramètres recherchés/matériau investigué sera présenté pour donner un aperçu global des méthodologies d’analyse acoustique non linéaire. Tous ces éléments font actuellement l’objet d’échanges au sein du GT « méthodes acoustiques non linéaires » de la COFREND.

En avril 2020, la rupture d’une digue d’un bassin de rétention d’eau de lagunage exploité par l’usine Tereos à Escaudoeuvres près de Cambrai (Nord de la France) a entraîné le déversement de près de 100.000 m3 de matières organiques dans le canal de l’Escaut. Il s’agit de l’une des plus grandes catastrophes industrielles entraînant de graves conséquences pour la nature que le nord de la France et la Belgique aient connu. La catastrophe de Tereos a entraîné un certain nombre de dommages écologiques significatifs qui ont été recensés en France mais également en Belgique et aux Pays-Bas où une mortalité inhabituelle des poissons y a été observée. L’arrêté préfectoral de 2021 prescrivant à l’entreprise Tereos la mise en œuvre d’un certain nombre de mesures de réparation écologique de l’Escaut (dont la restauration de 10ha de zones favorables à la reproduction piscicole) constitue un des premiers cas d’application d’une loi sur la responsabilité environnementale qui impose de compenser en nature les dommages causés à l’environnement en France. A contrario, la condamnation de cette même entreprise par le tribunal de Lille à verser notamment près de 9 millions d’euros à la Région wallonne au titre du préjudice écologique pour le même incident constitue une compensation purement financière. Cet exemple récent illustre que le principe de réparation des dommages environnementaux (qu’ils soient accidentels ou non) est rentré dans les mœurs, même si de nombreux enjeux se posent quant au type de réparation. Dans ce numéro de Regards Economiques, nous discutons des modalités des mesures de compensation écologique en réponse à des dommages environnementaux lorsque des critères à la fois écologiques, économiques et sociétaux sont pris en compte (nature endommagée, qualité de vie des habitants dégradée, coûts de restauration, etc.). Nous montrons qu’il est nécessaire d’atteindre un compromis entre des critères écologiques et des critères tenant compte de la préservation de la qualité de vie des habitants, ce que nous appelons le critère de «bien-être social». Si les mesures de compensation qui ont été décidées dans le cas Tereos constituent à bien des égards une avancée majeure dans la prise en compte des dommages environnementaux, elles se sont basées sur des études évaluant les capacités de régénération de la biodiversité. Il s’agit donc d’une évaluation principalement écologique. De ce fait, la notion de bénéfice du bien environnemental en tant que tel pour la population n’a pas été prise en compte dans ce cas précis. Or, la qualité de l’eau, la possibilité de pouvoir venir pêcher dans l’Escaut, les opportunités de profiter de la nature et d’espèces animales et végétales variées sont autant d’éléments participant de la qualité de vie des habitants. La pollution des berges et l’empoisonnement des poissons qui ont empêché la population avoisinante de pouvoir accéder aux berges, d’y bénéficier d’un usage récréatif et des zones de pêches n’ont pas été pris en compte pour l’évaluation de la compensation à mettre en place. De plus, même si plusieurs lieux de restauration ont été identifiés, ils ont été choisis sur la base de critères de faisabilité et d’efficacité écologique indépendamment du potentiel bénéfice que la population peut retirer de ces aménités environnementales. Dans notre étude, nous montrons qu’à résultat écologique équivalent, la prise en compte des populations impactées négativement par le dommage peut notamment remettre en question le choix des sites de mise en place de la compensation. La notion même de bien-être place également au cœur de la compensation écologique des enjeux de redistribution qui sont le plus souvent absents des critères de compensation exclusivement écologiques. Si la mise en œuvre d’une telle logique est difficile, elle semble toutefois nécessaire. En effet, la détermination de la «juste» compensation écologique va s’avérer être un réel enjeu dans les années à venir, notamment du fait d’un recours accru à ce type de mécanisme dans le cadre de dommages environnementaux liés à des projets d’aménagement du territoire (construction de lignes ferroviaires, développement de zones commerciales et industrielles, nouveaux quartiers, etc.) ou de pollution industrielle (comme celle imputable à l’usine de Zwijndrecht du groupe chimique américain 3M en province d’Anvers et mise à jour en 2021).

Ce travail de thèse montre que la structure d'une zone de faille (une gouge entourée par une zone endommagée) est la même dans deux sites différents malgré leur mode de formation : le premier en extension (Soultz-sous-Forêts, projet HDR, France) et le second en compression (faille de Nojima, Kobe, Japon). A partir des observations pétrographiques, une étude de la porosité et des propriétés physiques, un modèle de circulation de fluide dans un granite altéré et fracturé prenant en compte l'évolution de la pression fluide et les processus de dissolution-précipitation au cours d'un séisme est proposé. Dans le cas du contexte en extension, la période intersismique est associée à l'ouverture des fractures dans la zone endommagée de la faille et à une augmentation de la porosité due à l'altération du matériau. Au cours du séisme, les fractures se ferment et le fluide est expulsé. Dans le cas de la compression, la période intersismique est associée à la fermeture des fractures dans la matrice et l'expulsion des fluides vers la faille alors qu'au cours du séisme les fractures s'ouvrent à cause de l'augmentation de la pression fluide. Ainsi, il existe une constante compétition entre les processus qui permettent de créer de fortes perméabilités dans un système et ceux qui tendent à réduire la perméabilité. Ces processus (contraintes, précipitation de minéraux, variation de la pression fluide. . . Etc) sont les mêmes dans les deux contextes, mais ils n'interviennent pas au même moment pendant un séisme
Fault zone structure is characterized by a fault core (gouge, cataclasite, mylonite), a damage zone (small faults, fractures, veins fold) and a protolith. We can clearly describe these structures in the Soultz-sous-Forêts granite (HDR Project, France) and in the Nojima Fault zone (Kobe, Japan). This work shows us that the structures are the same ones in the two sites in spite of their different deformation mode : one in extension and the other in compression. We propose, starting from the petrographic observations, a study of porosity and physical properties, a fluid flow model in a altered and fractured granite, taking into account the evolution of the fluid pressure and the processes of dissolution-precipitation during an earthquake. In the case of extension, the intersismic period is associated to an opening of the fractures in the fault damaged zone and an increase in porosity due to the rock alteration. During the earthquake, the fractures are closed and the fluid is expelled. In the case of compression, the intersismic period is associated to the closing of the fractures in the matrix and the expulsion of the fluids towards the fault whereas during the earthquake the fractures open because of the fluid pressure increase. Thus, there is a constant competition between the processes which enhance permeability and those which tend to reduce it. These processes (stresses, mineral precipitation, fluid pressure variation. . . Etc) are the same ones in the various contexts, but they do not interfere at the same time during an earthquake

Les systèmes de failles décrochantes sont constitués d’une variété de complexités géométriques telles que des branchements de failles, des plis et des zones de relais. En particulier, la présence d’une structure de relais peut fortement déterminer la taille finale de la rupture sismique. Ainsi, comprendre la dynamique d’une rupture à travers une telle complexité est crucial pour l’évaluation des risques sismiques. Quelques études ont examiné cette question dans le contexte d’un milieu élastique linéaire. Cependant, lors d’un séisme, des zones d’endommagement sont générées, notamment aux extrémités d’une faille, ce qui modifie considérablement la dynamique globale d’une rupture. En utilisant un modèle micromécanique prenant en compte la croissance et l’ouverture de fissures et leur impact sur l’évolution dynamique des modules élastiques, nous évaluons comment l’endommagement dynamique peut affecter la capacité d’une rupture à se propager au travers des structures de relais. Nous montrons que, parfois, en tenant compte de cette dispersion de l’énergie sur les microstructures formées, les zones endommagées suppriment la capacité de la rupture à passer d’une faille à une autre. Mais, dans certains cas spécifiques, la zone de faible vitesse créée dynamiquement peut au contraire aider la rupture à sauter sur la deuxième faille. En combinant cette étude numérique avec une approche analytique, nous établissons les contours d’une approche systématique utile pour l’évaluation des risques sismiques
Strike-slip fault systems consist of a variety of geometrical complexities like branches, kinks and step-overs. Especially, the presence of a step-over structure can strongly determine the final size of the earthquake rupture. Thus understanding the dynamics of a rupture through such a complexity is crucial for seismic hazard assessment. A few studies have looked at this question within the context of a linear elastic medium. However, during an earthquake off-fault damage is generated, especially at the ends of a fault, which significantly changes the overall dynamics of a rupture. Using a micromechanical model, that accounts for crack growth and opening and its impact on the dynamic evolution of elastic moduli, we evaluate how dynamic off-fault damage can affect the capability of a rupture to navigate through step-over fault structures. We show that, sometimes, accounting for this energy sink, off-damage suppresses the ability of the rupture to jump from one fault to another. Whereas, in some specific cases, the dynamically created low-velocity zone may aid the rupture to jump on the secondary fault. Combing this numerical study with an analytical analysis we set the contours for a systematic approach useful for earthquake hazard assessments

Trois types d'argile ont été étudiés dans cette thèse, l'argile de Mol (argile plastique), l'argile du Mont Terri (argile à opalines) et l'argile de L'Est (argile raide). La thèse comprend trois parties: une partie expérimentale qui a permis d'identifier le phénomène de cicatrisation et de fermeture des fissures. On a cherché à travers plusieurs types d'essais à déterminer l'évolution de la perméabilité des échantillons argileux intacts et endommagés en fonction du temps et en fonction des différents chargements hydromécaniques appliqués. Une loi rhéologique pour décrire le phénomène de cicatrisation a été développée à partir des observations expérimentales et sous certaines hypothèses. Les paramètres du modèle de cicatrisation ont pu être déterminés suite à une simulation numérique. Pour prendre en compte des effets de structures à grandes échelles, la modélisation d'un tunnel a permis de mieux identifier le phénomène de cicatrisation et d'analyser la stabilité à long terme de cet ouvrage.

L'étude de sûreté d'un stockage souterrain de déchets radioactifs passe, du point de vue de la géomécanique, par la caractérisation de la zone endommagée induite par le creusement du puits d'accès aux cavités de stockage. L'objet de cette thèse est donc de simuler la réponse hydro-mécanique des argilites de l'Est au creusement du puits d'accès au laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne, en vue d'une comparaison avec les mesures qui seront acquise in situ en 2005 (expérimentation REP).
Nous avons d'abord analysé l'ensemble des essais mécaniques qui ont été réalisés entre 1995 et 2001. Nous observons que chaque série d'essais a sa propre cohérence, que ce soit en termes de paramètres élastiques, de résistance à la rupture ou de capacité au fluage. Mais il existe de fortes différences entre les séries. Ces différences, qui sont dues au protocoles expérimentaux et non au matériau, nous ont permis de mettre en évidence trois résultats importants : les phases de resaturation imposées par plusieurs laboratoires ont dégradé les propriétés mécaniques des argilites de l'Est, l'existence d'une contrainte effective au sens de Biot n'est pas évidente pour ces argilites, et leur résistance à la rupture augmente nettement avec le séchage.
D'après ces essais, nous avons distingué trois mécanismes de déformation irréversible : compaction, pré-rupture, rupture. Nous les avons décrits chacun par une loi de comportement élasto-plastique simple, fondée sur le critère de Mohr-Coulomb ou de Drücker-Prager, avec un écrouissage linéaire. On obtient alors une loi de comportement complète pour les argilites de l'Est en considérant les trois mécanismes simultanément (plasticité multi-critère).
Enfin, les différentes modélisations que nous avons réalisées permettent de tirer les conclusions suivantes :la prise en compte des déformations irréversibles avant-rupture (compaction et pré-rupture) a pour effet de réduire considérablement l'extension de la zone en rupture qui apparaît autour du puits (par rapport au cas où le comportement est élastique jusqu'à la rupture) ; la diffusion des pressions interstitielles modifie peu la réponse mécanique du massif (en particulier, les déformations plastiques créées lors du déchargement mécanique n'évoluent pas au cours du drainage du massif) ; l'anisotropie des contraintes naturelles horizontales, dont par ailleurs nous confirmons l'existence, influence fortement la zone endommagée autour du puits (polarisation en azimut) ; enfin nous montrons qu'il n'est pas indispensable de simuler le détail des opérations de creusement du puits.

Les zones de failles concentrent la migration de fluides et la déformation dans la croûte supérieure. Les propriétés hydrauliques des formations argileuses en font des excellents sites de stockage et des roches mères performants. Les zones de failles peuvent jouer deux rôles contraires dans la circulation de fluides, soit elles s’expriment sous forme de drains, soit elles constituent une barrière, et souvent les deux rôles sont combinés au sein d’une même zone de failles. Les processus de migration des fluides dans les zones de failles affectant les argiles sont peu connus. Cette étude s’est focalisée sur la structure, les paléo-circulations, les circulations actuelles lors de tests d’injection et les propriétés pétro-physiques de la zone de failles présente dans le laboratoire de recherche souterrain de Tournemire dans les argilites Toarciennes. La structure de la zone de failles a été caractérisée par des forages et reconstituée en 3D par modélisation numérique, permettant de définir des faciès de déformation. L’architecture de la zone de failles se caractérise par une imbrication de facies de déformations plus ou moins intenses sans claire organisation en cœur et zone endommagée comme observée dans les roches plus dures. Les zones intactes, fracturées et les brèches sont respectivement caractérisées par des porosités matricielles comprises entre 9.5-13.5, 10-15 et 13-21%. La circulation de fluide se concentrant aux limites de la brèche et au niveau des zones de failles «immatures» ou secondaires comprises dans les zones fracturées. Lors de son activité, la zone de failles a déjà été affectée par au moins deux phases de circulations de fluides
Fault zones concentrate fluids migration and deformations in the upper crust. The shale hydraulic properties make them excellent storage sites and hydrocarbon reservoirs/source rocks. Fault zones can play two roles in the fluid circulation; drains or barriers, in general, both roles are combined within the same fault zone. What are the conditions that promote the fluid circulation along the fault zones in shales and what are the fault zone impacts on the formation properties are relatively poorly explored key questions. This study focused on characterizing the relationships between fault architecture, paleo-fluid as well as current fluid circulations through the analysis of fault calcite mineralization, injection tests and petrophysical properties conducted on a fault zone outcropping underground in the Tournemire research laboratory nested in the Toarcian shale. The fault zone structure was characterized using boreholes data and reconstructed in 3D through modeling to define different deformation facies. No clear facies organization is observed, a fault core and a fault damage zone being difficult to define as it is in hard rocks. The intact, fractured and breccia facies are characterized by a porosity of 9.5-13.5, 10-15 and 13-21%. Large fluid flowrate concentrated along a few “channels” located at the breccia boundaries and in the secondary fault zones that displayed fractured facies and limited breccia fillings. Detailed microstructural and geochemical analysis at the breccia/fractured zones interface revealed that fluids circulated out of the main shear zones, in micro-more or less inherited fractures highlighting a decoupling between fault slip and fluid migrations

L'intérêt croissant d'utiliser les argiles gonflantes pour des sites de stockages profonds a motivé un travail de recherche sur la caractérisation des dommages induits par le processus de creusement. Il est, en effet, primordial de pouvoir qualifier la zone endommagée lors du creusement du tunnel si des matières sensibles doivent par la suite y être stockées et les phénomènes de diffusion contrôlés au mieux. La recherche menée dans cette thèse a eu pour objectif de contribuer à qualifier et quantifier les dommages induits par des changements de contrainte sur un matériau fortement anisotrope en utilisant des techniques ultrasoniques. Deux études ont été menées, en laboratoire puis sur site, afin de déterminer d'éventuels facteurs d'échelle. En laboratoire, nous avons mesuré l'activité des émissions acoustiques et les vitesses de propagation des ondes P en appliquant une contrainte compressive uniaxiale. Les courbes contraintes/déformations, avec l'aide des distributions d'émissions acoustiques, ont permis de discerner les différentes étapes géomécaniques des échantillons menant à la rupture. L'écoute des émissions acoustiques a d'autre part montré que 80% de l'activité était enregistrée dans la phase de chargement précédant juste la rupture. Les mesures sur site ont été collectées durant le creusement d'une galerie expérimentale lors du projet Mont Terri. Un réseau ultrasonique a été installé au parement d'une galerie à creuser afin de surveiller et quantifier les changements de propriétés au sein du volume limité par les sondes sismiques lors de l'excavation. En raison de forages multiples des sondages, une zone endommagée autour des sondages, qui a été identifiée, a fortement altéré la quantité et la qualité des données.

Après une dernière phase de forage et de stimulation hydraulique, le site expérimental de Soultz-sous-Forêts comporte désormais trois puits connectés à un réservoir géothermique profond (5 km). A l'avenir, du fait de la mise en place d'une unité de production électrique, seule la modélisation numérique renseignera sur l'état du réservoir. Une compréhension poussée des propriétés géométriques de ce dernier est donc incontournable. C'est ce que propose ce travail, notamment en étudiant la prise en compte de la zone endommagée dans les modèles de faille.
Au cours de cette étude, les propriétés physiques de la zone endommagée (porosité, perméabilité, surface spécifique, conductivité thermique) ont été mesurées à différentes échelles et sur des échantillons présentant des structures et des faciès d'altération variés. La combinaison de ces mesures, et leur intégration dans différents modèles numériques, a notamment permis de mettre en évidence l'impact de la zone endommagée sur les transferts de chaleur et de matière, ainsi qu'une évolution particulière de la géométrie du réseau poreux avec l'altération.

L’utilisation de l’énergie nucléaire nécessite des solutions sûres pour le stockage des déchets radioactifs. Une solution proposée pour les déchets radioactifs de haute activité est le stockage dans des formations géologiques profondes à faible perméabilité, telles que des argilites. En France, la faisabilité et la sureté à long terme de cette solution est étudiée dans l’URL (Underground Research Lab - Laboratoire de Recherche Souterrain) de Bure par l’Andra, l’agence nationale de gestion des déchets radioactifs. Motivé par ce défi, nous étudions ici les propriétés de rupture de l’argillite Callovo-Oxfordian (COx) présent sur le site de Bure. La propagation des fissures est le principal mécanisme de rupture des matériaux sous traction. Cependant, dans les matériaux anisotropes comme les argilites, le comportement des fissures lors de leur phase d’initiation, puis de leur propagation reste mal compris. Par conséquent, ces travaux visent également à améliorer notre compréhension des mécanismes élémentaires de rupture dans les matériaux anisotropes, à travers l’exemple de l’argilite COx. Dans ce contexte, nous avons effectué une caractérisation systématique des propriétés de rupture de l’argilite COx par test mécanique tant pendant la phase de propagation de la fissure (via la mesure de la ténacité dans différentes directions du matériau, et pour différents niveaux de teneur en eau), ainsi que dans la phase d’initiation (par la mesure de sa contrainte cohésif dans différentes directions également). Nous avons ensuite montré que nous pouvions mesurer ces propriétés de rupture à partir d’une analyse statistique des surfaces de rupture obtenues.Nous avons ensuite appliqué cette nouvelle méthode de caractérisation des matériaux aux fissures générées lors de l’excavation des galeries souterraines et extraites dans l’URL à 490 m de profondeur. Ceci nous a permis de mesurer les propriétés de rupture de l’argilite COx dans des conditions in situ. Enfin, la caractérisation fine des propriétés anisotropes de rupture de l’argilite (COx) nous a permis de calibrer un modèle visant à expliquer la présence de fissures autour des ouvrages souterrains. En particulier, notre modèle rend compte de façon qualitative la forme et la taille de la zone endommagée observée autour des ouvrages, en s’appuyant sur un mécanisme original de fissuration sous chargement compressif. Pour conclure, nous pensons que ces résultats pourront contribuer à la conceptions d’ouvrages souterrains plus sûrs
The use of nuclear energy requires safe solutions for the storage of radioactive waste. A solution proposed for high activity radioactive waste is the storage in deep low permeability geological formations such as claystones. In France, the feasability and safety of this solution is investigated in the Bure URL (Underground Research Lab) by Andra, the French agency for the management of radioactive wastes. Motivated by this challenge, we explore here the fracture properties of the Callovo-Oxfordian (COx) claystone present in Bure. Crack propagation is the main mechanism leading to material failure under traction. However, in anisotropic materials like claystone, the behavior of cracks both during their initiation and their propagation phase remains poorly understood. As a result, this work aims also at improving our understanding of the mechanisms of fracture in anisotropic materials, through the example of the COx claystone. In addition to that, the determination of the fracture properties of rocks in their in-depth conditions is a very diffcult challenge. We will show here that this diffculty can be overcome by analysing the roughness of the in-depth fractures. We will start this study by a systematic characterization of the fracture properties of the COx claystone from fracture tests performed in the laboratory. We will investigate both the crack propagation phase (through the measurement of the toughness in different directions of the material, for different water content levels) as well as the initiation phase (through the measurement of the cohesive strength in different directions too). We will then show how to measure these material parameters from a statistical analysis of the resulting fracture surfaces. In a second step, we will apply this newly developped method of material characterization to fractures produced during the excavation of the gallery and extracted in the URL at 490 m deep. This analysis will provide the fracture properties of COx claystone in in-situ conditions. Finally, the detailed characterization of the fracture properties of the COx claystone will be used in structural calculations to better understand the origin of the fractures located around the gallery. In particular, we will propose an original mechanism of tensile crack initiation under dominantly compressive loading conditions that allows us to capture the shape and size of the damaged zone observed around the gallery. On the long term, we believe that our work will help to the design of safer galleries dedicated to the storage of nuclear waste