Добірка наукової літератури з теми "Déformations localisées"

La reconstitution des marges passives anciennes à partir de l’étude d’affleurements à terre se heurte au problème de la déformation des séries issues de la marge, en raison de leur mise en place tectonique sur les domaines continentaux. Dans le massif de l’Othrys, en Grèce, les témoins d’une marge téthysienne (Océan Maliaque) sont correctement préservés au sein de nappes syn-obduction du Jurassique. Dans ce massif, ces nappes sont nombreuses : 3 nappes ophiolitiques et 6 nappes issues de la marge. L’empilement des nappes est régulier : les nappes possédant des séries de forte profondeur (séries distales) recouvrent toujours des unités comportant des séries de moindre profondeur (proximales). Il est ainsi possible de reconstituer la marge Ouest-Maliaque de façon assez complète et relativement fiable. Des travaux antérieurs, notamment par les auteurs de ce travail, ont permis d’établir les grandes lignes de cette reconstitution.De nouveaux résultats sur la série d’Othrys, confrontés aux données sur les marges actuelles permettent d’observer que la marge Ouest-Maliaque se rapproche des marges en « hyper- extension » relativement pauvres en magma. Ces résultats permettent également une analyse des mécanismes de déformation syn-rift (Trias moyen) de la marge Ouest-Maliaque, qu’il s’agisse des différentes phases de déformation successives, ou des différents ensembles résultants de ces déformations. Les différentes phases de déformation typiques d’un rift se succèdent, avec (1) une déformation diffuse avec le développement de failles normales dans la croûte continentale supérieure cassante (stretching) ; (2) une déformation plus localisée (thinning) à l’origine de la marge distale ; (3) une possible exhumation de manteau sous-continental et (4) l’accrétion océanique (fin du Rifting) dès l’Anisien supérieur. Cette déformation s’exprime par la présence de différents domaines structuraux à travers la marge : (1) le domaine de necking, transition entre le bloc continental à croûte épaisse (environ 30 km) et la marge distale à croûte très amincie (environ 10 km) ; (2) la marge distale issue du fonctionnement d’une « faille de détachement » ; (3) un bloc distal, haut-fond transitoire, au contact de la croûte océanique et/ou, localement, de manteau continental exhumé partiellement serpentinisé. Dans certains cas, l’exhumation de manteau hydraté au sein même de la marge distale sous l’effet de l’hyper-extension isole des blocs distaux parfois nommés « extensional allochtons ».

Localisés à distance des grandes limites de plaques lithosphériques, les domaines intraplaques présentent de faibles vitesses de déformation géologique, se traduisant par des niveaux de sismicité faibles à modérés, avec des temps de retour longs entre deux séismes significatifs. Dans ces régions, les processus de surface sont plus rapides que les processus tectoniques et tendent à effacer les éventuelles traces de rupture laissées en surface par des séismes majeurs du passé. L’estimation de l’activité des failles dans de tels contextes nécessite la mise en œuvre d’une approche pluridisciplinaire combinant géophysique, géologie et paléosismologie. Nous présentons ici l’approche développée par EDF, dans le cadre de ses études d’aléa sismique, pour améliorer la connaissance des failles en France métropolitaine, en se focalisant sur l’utilisation de la sismique réflexion (imagerie) à différentes échelles. Les lignes sismiques de Haute Résolution (HR ; i.e. sismique profonde de type pétrolière) permettent d’estimer la localisation et la géométrie des failles en profondeur, ainsi que leur histoire cinématique. La sismique ultra haute résolution en ondes S (UHRS) donne quant à elle une information sur la localisation des failles en très proche surface et permet de localiser d’éventuelles tranchées paléosismologiques visant à analyser l’activité des failles.

Les groupes du Mouvement pour la liberté de l’avortement et de la contraception (MLAC) qui fleurissent en 1973-1974 en France défendent, pour forcer le changement de loi, une activité abortive non clandestine, qui en vient à façonner une part substantielle de la formation militante. une approche localisée des MLAC révèle que la transmission des savoirs abortifs divise, et même cristallise les luttes de sens au sein du mouvement. En particulier, les bornes de la formation sont un nœud de tensions entre médecins et non-médecins. Alors que la formation pourrait subvertir la division des rôles, elle semble aboutir à la fabrique de savoirs spécialisés et à la clôture du groupe professionnel. De sorte que « la pratique » polarise les attentes : est-elle un état transitoire destiné à faire de l’avortement un « acte médical comme les autres », ou bien une action politique pérenne pour l’accès des femmes à l’autodétermination de leur corps ? Reposant sur une vaste enquête par entretiens et archives sur divers MLAC, cet article analyse la formation à la pratique abortive comme terrain de luttes internes. Il interroge la définition conflictuelle du public légitime de la formation (sélectionner ou massifier ?), avant de montrer comment les groupes aux intérêts différenciés qui en résultent (MLAC à majorité médicale ou profane) développent des usages et sens divergents de la passation de savoirs. Se dégagent alors deux modes de formation d’ordre idéal-typique : la dissociation entre soins et techniques versus leur union.

Après avoir infecté expérimentalement des porcs par des espèces pathogènes de Trypanosoma brucei brucei et de Trypanosoma congolense (le premier se montrant plus virulent que le second), les auteurs ont étudié un syndrome d'anémie accompagné des symptômes cliniques caractéristiques, les modifications hématologiques et d'histopathologi e des organes lymphoïdes. Les périodes moyennes d'incubation ont été de 4 à 7 jours et on a observé des niveaux, généralisés mais variables, de la parasitémie et de la pyrexie sans mortalité. Les autres symptômes ont été l'hyperémie, des hémorragies pétéchiales conduisant à des plaques ou à des lésions, de l'innapétence, de la déshydratation avec ou sans ascites. La trypanosomose a abaissé significativement (P < 0,01) la valeur de l'hématocrite (PCV), la concentration en hémoglobine et les globules rouges. Elle a par contre accru la numération différentielle des globules blancs des animaux infectés. Les trypanosomes étaient localisés dans les tissus lymphatiques qu'ils ont détruits et dont les lésions essentielles étaient des hémorragies, la prolifération des infiltrations par les mononucléaires, la déformation des follicules et la nécrose ou la fibrose des tissus. Les effets significatifs résultant de l'immunosuppression, l'érythrophagocytose et des infections secondaires sont mis en évidence.

On présente une nouvelle interprétation de révolution des phases lacustres des lacs glaciaires Barlow et Ojibway, à partir d’une synthèse des données recueillies sur le versant québécois des bassins de l’Outaouais supérieur et de la baie de James. Ces nappes d’eau (11 500 et 7900 ans BP) ont été les dernières d’une série continue de lacs qui suivirent la marge glaciaire laurentidienne depuis le début de la dernière déglaciation. Les lignes de rivage associées à ces phases lacustres montrent que l’altitude maximale des plans d’eau se relève vers le nord-nord-est et que le relèvement différentiel varie entre 0,5 et 1,2 m/km. Le niveau des eaux était contrôlé par des séries d’exutoires localisés aux ruptures de pente le long de l’axe fluvial constitué par les vallées de l’Outaouais, de la rivière des Quinze et du Kinojévis. Le tracé des plans de déformation des niveaux lacustres comparé au profil longitudinal actuel de ces vallées montre qu’au moment de la déglaciation, la ligne de partage des eaux a été déplacée loin vers le sud. Ce gauchissement temporaire de la surface a permis la rétention des eaux du lac Barlow. La coupure entre les lacs Barlow et Ojibway représente la rupture de pente la plus importante de tout l’axe fluvial. Son emersion a confiné les eaux du lac Barlow au bassin du Témiscamingue et a donné naissance à un autre lac indépendant, le lac Ojibway, qui s’est agrandi vers le nord et le nord-est sur le territoire nouvellement déglacié.

RÉSUMÉ Cette étude des dépôts quaternaires dans la région de Chibougamau a deux objectifs: 1) décrire les principaux traits de la géomorphologie et les caractères des unités lithostratigraphiques; 2) discuter quelques concepts de la paléogéographie tardiglaciaire. Deux directions majeures d'écoulement glaciaire sont identifiées : l'une, ancienne, vers le SE (125°) attribuée à un centre de dispersion localisé vers la baie d'Hudson, mais d'âge inconnu; l'autre vers le SSO causée par la dernière glaciation du Wisconsinien. Ce dernier mouvement est identifié par des formes fuselées (045-225°), des stries (035-215°) et par des débris erratiques provenant du bassin du lac Misstassini, au NE. Lors du retrait de l'inlandsis, dans le secteur ouest de la région, la bordure du glacier s'écoulait vers le SO et l'OSO, influencée par la présence du lac Ojibway : le mode dominant des orientations des segments d'eskers (055-235°) est interprété comme une preuve complémentaire de cet écoulement tardif; dans le secteur E, par contre, près de la ligne de partage des eaux, les marques d'écoulement vers le S sont abondantes. Une seule nappe de till de fond est identifiée. Une séquence de faciès de fusion (till stratifié et d'ablation) lui succède. Des déformations glaciotectoniques démontrent que la glace est active lors du dépôt des faciès stratifiés. Les contraintes exercées sur le front glaciaire par les reliefs et les eaux du lac Ojibway commandent un réseau de crevasses conjuguées à 25°: des moraines « mineures » (de De Geer?) de dimensions et d'espacements très variables y sont mises en place. Leur espacement ne peut être utilisé qu'avec prudence pour évaluer le taux de retrait glaciaire de cette région. Le niveau relatif supérieur du lac Ojibway est réévalué à environ 445 m. Une tourbe datée à 7600 BP (à 420 m) indique une afforestation rapide après l'exondation.

La dynamique d’un front de chaîne de montagnes résulte d’interactions entre les processus de déformation (la tectonique) qui initient les reliefs et les processus de surface (l’érosion, la sédimentation, le climat) qui les détruisent. Souvent étudiée à partir d’exemples naturels récents, cette thématique est peu abordée sur des chaînes de montagnes anciennes. Dans le cadre de cet article, nous nous intéressons au Bassin Houiller du Nord-Pas-de-Calais, bassin d’avant-chaîne localisé au front Nord de la grande chaîne varisque, développée il y a environ 300 Ma. Il s’agit d’un objet géologique dont l’exploitation du charbon en a fait un objet industriel et sociétal singulier qui a façonné l’histoire régionale. Aujourd'hui, il s’agit d’un territoire en reconversion dont le développement s’inscrit dans la durabilité tant industrielle, économique, qu’écologique. Pour soutenir cette démarche, il est nécessaire d’améliorer les connaissances scientifiques et notre compréhension du soussol, notamment la géométrie des différents ensembles sédimentaires et des discontinuités qui les affectent. Dans cet article, nous exposons les premières étapes d’un projet plus vaste visant à reprendre les nombreuses données géologiques disponibles sur le bassin (forages, levés de galerie, imagerie géophysique) et d’en proposer une interprétation géologique intégrée dans un environnement en trois dimensions. La quatrième dimension (le temps) sera abordée par la restauration de coupes géologiques et la construction de modèles expérimentaux. L’enjeu est important car ce nouveau modèle du sous-sol pourra servir de support scientifique de base aux problématiques environnementales et énergétiques discutées en région (risques géologiques et environnementaux « après-mine », potentiel géothermique). Il fournira également un outil pédagogique précieux et inédit aux acteurs du développement régional et aux enseignants, leur permettant de mieux faire connaître ce bassin sur lequel vivent aujourd'hui 1,2 million d’habitants.

On presente une etude experimentale de la localisation de la deformation en bandes de cisaillement dans les materiaux granulaires et une etude theorique de la sensibilite du modele cloe a certains parametres. L'etude experimentale est realisee en deux volets: 1) le premier volet de l'etude concerne le phenomene de la localisation de la deformation au triaxial axisymetrique, avec visualisation quantitative de l'apparition et du developpement de la localisation au cours de l'essai par la methode tomodensitometrique scanner a rayons x. De nouveaux elements ont ete apportes concernant l'influence des conditions aux limites et l'existence d'une densite limite dans les bandes de cisaillement en grande deformation. 2) le deuxieme volet de l'etude concerne la localisation a l'appareil biaxial en deformation plane. On analyse l'influence de quelques facteurs importants (geometrie, granulometrie, compacite) sur l'apparition et le developpement de la localisation en conditions drainees. En revanche, des elements complementaires interessants sont presentes concernant la localisation au biaxial en regime non draine. La partie theorique concerne la prediction de la localisation par la loi de comportement cloe. Une etude de la sensibilite du modele cloe a certaines constantes internes est presentee. Une modelisation des essais de deformation plane non drainee est realisee. Les resultats experimentaux presentes dans le cadre de ce travail constituent une base de donnees d'identification de la loi cloe et en particulier des modules de cisaillement

La plasticite non-associee est un facteur important si ce n'est primordial dans le processus de localisation de la deformation cassante. Un code numerique particulierement adapte a reproduire les comportements mecaniques tres varies des roches nous permet de modeliser efficacement l'initiation et la propagation des deformations localisees a travers la lithosphere. La region de l'Ocean Indien est un cas spectaculaire de flambage lithospherique , accompagne d'une activite sismique intense. Plusieurs modeles analytiques, analogiques et numeriques rendent compte du processus de ambage. On developpe un modele numerique qui pour la premiere fois reproduit le developpement de ambage simultan'avec celui de failles. En utilisant une rheologie elasto-visco-plastique (critere de Mohr-Coulomb et loi de puissance dependant du geotherme), la fracturation di use a ecte d'abord l'ensemble de la lithosphere competente, est suivie de ambage et simultanement de failles qui se localisent progressivement aux points d'inflexion des plis. Les modeles numeriques testes dans ce memoire renseignent sur le comportement rheologique de la lithosphere, en particulier sur l'importance de l'angle de friction interne, qui permet de supporter les de ections liees au ambage. Les contraintes reelles sur les amplitudes montrent une dependance combinee du taux de raccourcissement, de la friction, et de l'epaisseur de la couche inferieure ductile. Des domaines intracontinentaux tels que l'Ouest du Gobi et le centre de l'Australie presentent les caracteristiques d'un ambage d'echelle lithospherique, malgre les heterogeneites pre-existantes. Une modelisation numerique confirme le role de l'age thermotectonique et de la rheologie crustale dans le developpement d'un mode de flambage. La dimension caracteristique des couches qui ambent determine l'evolution du modele vers un epaississement localise et une orogenese. Dans ce cas la lithosphere s'epaissit sous de larges bassins intracontinentaux de tailles comparables a la realite. L'insertion d'un modele d'erosion confirme son role stabilisant dans l'evolution de la topographie, alors qu'en profondeur le ambage est ampli e, et la localisation facilitee. L'elevation du relief obtenu varie de 0.1 a 1mm/an.

Cette etude s'interesse aux conditions d'apparition du phenomene de localisation de la deformation pour une grande variete de materiaux. Une analyse de resultats experimentaux recents nous enseigne que la localisation est un phenomene progressif et s'accompagne de manifestations dynamiques, meme pour des sollicitations lentes. C'est pourquoi le credo de cette etude est de modeliser le comportement mecanique des materiaux comme dependant du temps (elasticite intantanee et non linearites materielles - type plasticite et endommagement - visqueuses) pour rendre compte de cette progressivite, et de considerer la localisation de la deformation comme essentiellement dynamique. En consequence, un critere de transition dynamique est etabli, permettant de predire l'apparition de ces effets dynamiques qui, combines avec les effets de viscosite, permettent de donner naissance a un mode de deformation localise. Cette approche originale de la localisation est illustree sur diverses structures (barre 1d, cube 3d) pour des sollicitations lentes et permet effectivement de rendre compte de la localisation en menant un calcul tout d'abord statique puis, apres verification du critere de transition dynamique, dynamique.

L'objectif de neutralité carbone reposant massivement sur les sources d'énergie renouvelables peut être accéléré en envisageant la séquestration souterraine du CO2 et le stockage souterrain (i) de l'hydrogène produit par l'électrolyse de l'eau à partir d'électricité renouvelable et (ii) du méthane synthétisé produit par la méthanisation. Cependant, l'injection de ces fluides dans des aquifères salins profonds peut déclencher des instabilités locales sous la forme de digitations, qui sont les précurseurs d'instabilités macroscopiques telles que la microsismicité, l'affaissement ou le gonflement du sol. L'interaction entre le fluide injecté, le fluide résidentiel et le milieu poreux hôte est un problème complexe. Pour étudier la réponse d'un squelette solide percolé par un écoulement diphasique instable, une machine originale bi-axiale adaptée aux géo-matériaux partiellement saturés et fournissant un contrôle hydro- mécanique, a été mise en place. Des expériences de drainage ont été menées sur des échantillons de sable saturés en eau et chargés mécaniquement, par injection d'air via une pression capillaire imposée. Un protocol d’essai détaillant les étapes nécessaires à la réussite du test de drainage, allant de la préparation de l'échantillon à l'injection d'air, a été établi. Grâce à un système optique haute résolution, l'infiltration de l’air à travers un ou plusieurs chemins préférentiels dans le milieu granulaire, a été acquise. Le suivi du ou des doigts a nécessité le développement d'un algorithme robuste permettant la détection automatique de l'interface pour l'ensemble des images disponibles. De plus, le réarrangement de la squelette granulaire induit par la percolation du fluide a été quantifié via la corrélation d'images numériques par éléments finis. Le couplage entre la propagation de l'interface et les déformations localisées a été mesuré quantitativement en fonction du chargement mécanique, contrôlé par la contrainte effective. Les résultats ont montré une corrélation entre le chargement mécanique et la percolation hétérogène sous la forme de digitation et de déformations localisées
The goal of carbon neutrality relying massively on the renewable energy sources can be accelerated by considering underground CO2 sequestration and underground storage of (i) hydrogen produced by the water electrolysis from renewable electricity, and (ii) synthesized methane produced by the methanation. However, the injection of these fluids into deep saline aquifers, can trigger local instabilities in the form of fluid fingering, which are precursors of macroscopic instabilities such as micro-seismicity, subsidence or ground swelling. The interaction between the injected fluid, the residential one and the host porous medium is a complex problem. To investigate the response of a solid skeleton percolated by an unsteady bi-phasic flow, an original bi-axial machine adapted to partially saturated geo-materials and providing a hydro-mechanical control, has been set-up. Drainage experiments have been conducted on mechanically loaded water-saturated sand samples by injecting air via an imposed capillary pressure. A testing protocol detailing the steps required to achieve successful drainage test, starting from sample preparation to air injection, has been established. Thanks to a high resolution optical system, the air infiltration through preferential pathway(s) within the granular medium, has been acquired. The monitoring of the propagating finger(s) has required the development of robust algorithm allowing the automatic interface detection for the set of available images. In addition, the skeleton remodeling driven by the fluid percolation has been quantified via finite- element based digital image correlation. The coupling between interface propagation and localized strains has been quantitatively measured as function of the mechanical loading, controlled by the effective stress. The results have shown a correlation between mechanical loading and the heterogeneous percolation in the form of fingering and localized strains

Une tentative de comprendre le rôle des hétérogénéités dans la formation de bandes de déformation dans les sables faiblement cimentés a été réalisée. Les structures de dépôt et les suivant processus de déformation localisé ont été considérés comme hétérogénéités. Il était observé que les hétérogénéités dans les sables artificiellement déposés induisaient une déformation localisée à travers eux, mais ce comportement n'a pas été analysé dans les sables naturellement deposés à cause de la complexité de les extraire sans modifier leur structure.L'étude a été réalisée en utilisant des sables faiblement cimentés de Bédoin (sud de la France), dont les affleurements sont recoupés par des bandes de déformation. De petits morceaux de sable cimenté non perturbé et de bandes de déformation ont été utilisés pour préparer des polished thin sections, tandis que de gros blocs de matériau ont été collectés avec un échantillonneur de terrain innovant pour extraire des échantillons intacts pour des tests mécaniques.L’analyse d’images au microscope électronique a révélé syntaxial quartz overgrowths à l'intérieur et à l'extérieur des bandes de déformation. L'observation du quartz et de l'illitization de la kaolinite dans le dépôt de Bédoin a permis d'étendre la profondeur maximale estimée pour les affleurements de Bédoin à 2 - 3 km.Les essais mécaniques réalisés avec la tomographie informatisée à rayon-X ont révélé que les couches de dépôt développaient un faible degré de cisaillement (0,5 - 1 MPa de pression de confinement). Cependant, la déformation localisée était davantage affectée par d'autres types d'hétérogénéité: d'une part, une région de porosité accrue provoquait la formation d'une bande de cisaillement à travers le pore; d'autre part, un pore allongé entouré d'une épaisse couche de ciment argileux a déplacé la déformation localisée loin du pore. De même, une bande de dilatation préexistante n'attirait pas de déformation localisée mais il réactivait partiellement, montrant une dilatation avec cisaillement.Des essais sur des sables cimentés et non cimentés artificiellement ont été réalisés dans les mêmes conditions que celles appliquées aux sables naturels. Les échantillons cimentés étaient composés du même sable de Bédoin cimenté avec deux teneurs en argile (15% et 20%) fabriqués avec une procédure de cémentation innovant et sans reproduire les hétérogénéités observées dans le matériau naturel. Les échantillons naturels développaient des bandes plus précoces, moins nombreuses et plus pointues que les bandes collées artificiellement, qui développaient des réseaux plus larges de bandes de cisaillement dans les échantillons. La différence de comportement mécanique est attribuée aux hétérogénéités, car aucune d’entre elles s’est effondrée sous compression. Dans les échantillons préparés artificiellement, la teneur en ciment était proportionnelle à la résistance de l'échantillon, mais celle-ci était toujours inférieure à la résistance naturelle des échantillons.La tomographie a rayon-X a été réalisée aussi sur des échantillons de bandes de déformation afin de calculer porosité et perméabilité par traitement d’image. La porosité a indiqué une réduction d'une valeur de 30% dans les sables non perturbés à des valeurs inférieures à 10% dans les bandes de déformation. La porosité dans le noyau de la bande de dilatation était similaire à celle des sables non perturbés, mais ses contours avaient une demi-valeur (environ 15%). Il a été rapporté une réduction de la perméabilité de 3 à 4 ordres de grandeur dans les bandes, alors que la bande de dilatation était d'un ordre de grandeur inférieure, par rapport au sable non perturbé.Il a été démontré que le rôle des hétérogénéités n’avait pas toujours une influence sur la déformation localisée dans les sables cimentés de Bédoin. En l'absence d'hétérogénéités, une localisation moins intense et plus distribuée serait favorisée, par exemple, sous la forme d'un réseau de bandes
An attempt to study the role of heterogeneities in the occurrence of deformation bands in weakly cemented sands was performed. Depositional structures and later deformation processes were considered as heterogeneities. In artificially cemented samples, they were observed to induce localised deformation across them, but this behaviour was not analysed in natural sands due to the complexity of extracting them from the field without altering their structure.The investigation was performed by using weakly clay-cemented sands from Bédoin (Southern France), whose outcrops are cross-cut by deformation bands. Small chunks of undisturbed cemented sand and of deformation bands were used to prepare polished thin sections, whereas large blocks of material were collected with an innovative field sampler and carried to the laboratory to extract intact samples for mechanical testing.From image analysis with Scanning Electron Microscopy of the thin sections, syntaxial quartz overgrowths were found everywhere, in increasing quantity from undisturbed and dilation band, to single-strand, multi-strand, and finally cluster. The observation of quartz overgrowths and of kaolinite illitization, inside and outside deformation bands, has led to extend the maximum burial depth estimated for the Bédoin outcrops to 2 – 3 km.From the mechanical tests performed with syn-deformation X-ray Computed Tomography, it emerged that depositional layers developed a low degree of shear (at about 0.5 – 1 MPa of confining pressure). However, localised deformation was more affected by other types of heterogeneities: on one hand, a region of enhanced porosity triggered the formation of a shear band across the enhanced pore; on the other hand, an elongated pore surrounded by thick clay cement layer moved the localised deformation far from the pore, instead of triggering it close by. Similarly, a pre-existing dilation band did not attract further localised deformation, but it only partially reactivated showing further dilation with shear.In parallel with tests on natural material, tests on artificially cemented and uncemented sands were performed under the same conditions applied to the natural ones. The cemented samples were composed of the same Bédoin sand cemented with two different clay contents (15% and 20%) fabricated with an innovative cementation procedure and without replicating the heterogeneities observed in the natural material. Natural samples showed earlier, fewer, and sharper bands than the artificially cemented ones, which developed broader networks of shear bands in the samples. The difference in mechanical behaviour is attributed to the heterogeneities, which revealed high mechanical resistance since none of them – region of enhanced porosity, elongated pore, pre-existing dilation band - collapsed under compression. In artificially prepared samples, the cement content was proportional to the sample resistance, but this was reported always lower than the natural samples resistance.X-ray Computed Tomography was also performed on some deformation band samples, in order to calculate porosity and permeability through image processing. Porosity reported a reduction from an average of 30% in undisturbed sands to values lower than 10% in single-strand bands and closer to zero in multi-strand bands. Porosity in the dilation band core was similar to that of undisturbed sands, but it reported contours with half value (about 15%). Permeability was reported to reduce of 3 – 4 orders of magnitude from undisturbed sands to single- and multi-strand bands, whereas the dilation band was one order of magnitude lower than the undisturbed sand.The role of heterogeneities was demonstrated to be not always influent on the localised deformation in the cemented sands of Bédoin. In the absence of heterogeneities, less intense and a more distributed strain localisation would be promoted, e.g., in the form of network of bands

L’évolution du champ de localisation des déformations plastiques des métaux ductiles a été suivie par interférométrie de granularité laser (ESPI) au cours d’une sollicitation de traction uniaxiale. Il a été montré que le modèle mathématique utilisé, croisement de deux bandes rectilignes, décrit bien l’évolution du champ de vitesse de déformation depuis la striction diffuse jusqu'à rupture. Les caractéristiques physiques de la localisation, telles que la largeur des bandes, leur orientation et leur vitesse de déformation maximale ont été identifiées quantitativement. Leur évolution a été suivie et analysée sous plusieurs facteurs d’influence, qui sont à la fois microscopiques, tels que la taille de grains et la structure cristalline, et macroscopiques, comme la géométrie de l’éprouvette et la direction de son prélèvement par rapport à la direction de laminage, et la vitesse de traction. Il a été trouvé que les bandes de localisation rétrécissent au cours de la striction et leur orientation évolue également. Ces évolutions, le mode de striction et le moment de transition entre la striction diffuse et localisée sont influencés différemment par ces facteurs
The evolution of the plastic strain localization field of ductile metals was followed by electronic speckle pattern interferometry (ESPI) during a uniaxial tensile test. It was shown that the mathematical model, a system of two crossing straight bands, describes accurately the evolution of the strain rate field from diffuse necking up to rupture. The physical characteristics of the localization, such as the width of the bands, their orientations and maximum strain rates were identified quantitatively. Their evolutions were followed and analyzed from several influencing factors, which are both microscopic, such as grain size and crystal structure, and macroscopic, like the geometry of the specimen and the direction in which the specimen were cut with respect to the rolling direction, and the pulling speed. It has been found that the bands narrow down during the necking process and their orientations were also changing. These evolutions, the necking mode and the transition between the diffuse and localized necking are influenced differently by these factors

.Ce travail de thèse s'intéresse à la caractérisation de la déformation diffuse et localisée dans les grès isotropes et anisotropes sous contrainte de chargement monotone. En particulier, la cinématique de la localisation émergente et continue est étudiée dans une approche à la fois expérimentale, analytique et numérique, explorant l'effet de différentes sollicitations triaxial vrai dans le plan octaédrique.Plusieurs séries d'essais expérimentaux ont été réalisées en laboratoire, au sein d'une cellule de chargement en triaxial vrai (TTA), permettant la mesure de champs cinématiques à haute résolution spatiale et temporelle à la surface de l'échantillon. D'importants développements apportés au court de ce travail de thèse ont permis l'implémentation de modes de chargement par contrôle des invariants du tenseur de contrainte, tout en mesurant les déformations en temps réel par combinaison de jauges de déformation et mesures par corrélation d'images numériques (DIC). Utilisant cet appareil expérimental, deux campagnes d'essais ont été réalisées, mettant l'emphase sur la caractérisation du comportement mécanique d'un grès des Vosges isotrope largement étudié, ainsi que d'un grès des Vosges anisotrope nouvellement étudié. Ce dernier grès ayant été sélectionné pour sa composition matérielle en plans de litage orienté et organisé en couches de différentes porosités. Les séries d'essais mécaniques sur ces grès fournissent un apport important à la compréhension du caractère émergent et évolutif de la localisation, à différents stades du chargement déviatoire. Le caractère unique ce ces essais permet ainsi une analyse comparative approfondie entre la réponse macroscopique en contrainte-déformation et l'analyse des champs cinématiques par la DIC, et par tomographie à rayons X post-mortem. De plus, explorant des chemins de contrainte encore peu étudiés, l'analyse des essais expérimentaux sur le rôle indépendant de la contrainte moyenne, de l'angle de Lode et de l’orientation des plans de litage apporte une contribution novatrice à l'étude du comportement mécanique des roches poreuses. En particulier, la résistance à la rupture du grès, la manifestation de la localisation , ainsi que la transition du comportement ductile sont étudiées sous différentes conditions de chargement.En ce qui a trait au développement analytique, une analyse en bifurcation est proposée pour un modèle original à trois invariants, validé dans le cas des essais expérimentaux obtenus pour le grès isotrope. La pertinence de ce modèle théorique est démontrée pour la prédiction de l'orientation des bandes de cisaillement et de l'angle de dilatance à la rupture.Parallèlement, un modèle double-échelle basé sur l'homogénéisation numérique est présenté. Dans cette approche combinée, un modèle macroscopique en 2D des éléments finis (FEM) est couplé à un modèle microscopique en 3D des éléments discrets (DEM), sur la base d'un volume élémentaire représentative (VER) et dans la cadre d'un système hiérarchique (FEMxDEM) comportant une régularisation par second gradient. Ce modèle est étendu dans la portée des présents travaux pour l'étude des matériaux granulaire cimentés, par le développement d'une loi frictionnelle-cohésive endommageable au niveau de la DEM. Dans une vaste étude numérique de simulations en conditions de chargement triaxial vrai, ce modèle hiérarchique est utilisé afin d'explorer l'effet de différents arrangements granulaire (DEM), ainsi que différentes distributions hétérogènes à l'échelle macroscopique (FEM). En ce sens, deux types d'anisotropies résultant de l'hétérogénéité, définie à chacune des échelles, sont davantage étudiés. La réponse mécanique et la déformation localisée, émergeant du modèle constitutif à l'échelle du VER, démontrent une bonne concordance des comportements mécaniques complexes par rapport aux résultats de l'étude expérimentale
The objective of this doctoral thesis consists in the characterization of diffuse and localized deformations during monotonic loading of both isotropic and anisotropic porous sandstones. In particular, the kinematics of emerging and persistent strain localization structures are investigated in a combination of complementary experimental, analytical and numerical approaches, exploring the effect of different true triaxial loading paths in the octahedral plane.A series of experimental loading tests have been performed in a laboratory environment comprising a high pressure true triaxial apparatus (TTA), which is designed to provide access to full-field measurements of one of the sample surfaces at high spacial and temporal resolutions. Important developments contributed in this work enabled to extend the capabilities for this apparatus to perform invariant controlled loading paths, while acquiring direct strain measurements from a combination of strain gauges and digital image correlation (DIC). Using this apparatus, two experimental campaigns have been realized, focusing on the mechanical characterization of both a well-studied isotropic Vosges sandstone and a newly studied anisotropic Vosges sandstone. The later sandstone has been selected for the organization of its granular fabric in thin bedding plane layers of variable porosity. The results from these series of mechanical loading experiments contribute an original insight into the emergence and development of localized deformation during different stages of loading. A combined analysis is performed on the evolution of the macroscopic stress-strain responses, full-field measurements of incremental strains through DIC, as well as post-mortem x-ray tomography. Additionally, in this investigation exploring rarely considered loading paths, the independent role of the mean stress, the Lode angle and the orientation of the bedding planes is systematically studied according to their respective influence on the material strength, the manifestation of localized structures and the transition towards a ductile behavior of the material.In terms of analytical development, a bifurcation analysis is proposed for a novel three invariant model, validated with experimental results obtained for the isotropic sandstone. This theoretical model, proved to be successful in predicting both the deformation band inclination and the dilatancy angle of the material at failure.In parallel, a double scale model based on numerical homogenization is presented. In this approach, a macro 2D finite element model (FEM) is coupled to a micro 3D discrete element model (DEM) at the particle scale of a representative elementary volume (REV) in the frame of a hierarchical scheme (FEMxDEM), with second gradient regularization. This model is extended in the scope of this work to the study of cemented granular materials, with the development of a frictional-cohesive damageable contact law, implemented at the DEM level. In an extensive series of true triaxial loading simulations, the hierarchical numerical model is used to explore both the influence of different micro-structural arrangements (DEM) and heterogeneities at the sample scale (FEM). In this respect, two types of anisotropies resulting from heterogeneities defined at each scales are further investigated. The mechanical response and localized deformation, emerging from the micro-scale constitutive model, is shown to display significant correspondence with experimental observations in the studied Vosges sandstones.This combination of advanced experimental, analytical and numerical studies contributes a unique insight into important and open questions regarding the mechanical response and deformation processes of cemented granular materials

Nous avons étudié la plasticité d'échantillons massifs ainsi que de films minces auto-portés de GaAs et d'InP à l'aide de techniques d'analyses originales. Sur échantillons massifs, nous avons déterminé par FIB et MET un fort gradient de déformation selon l'axe d'indentation. Nous avons développé et validé une nouvelle méthode d'analyse de la polarité d'échantillons de GaAs (001) par CBED, nous avons ainsi déterminé le type de dislocations contenues dans les bras de rosette. Nous avons indenté entre 350 et 400°C des films de 150-250 µm de GaAs et d'InP (011) pour étudier les effets d'une surface libre sur la plasticité. Pour InP, après avoir montré la conservation de matière déplacée, nous avons modélisé un mécanisme de poinçonnement à travers les films. Nous avons déterminé la cission limite d'écoulement. Pour GaAs, la différence de mobilité entre dislocations  et  conduit à un écoulement dissymétrique à travers l'échantillon et autour des indentations que nous avons modélisé
We have studied the indentation plasticity of bulk samples and self-standing films of GaAs and InP using original analysing techniques. We have determined the strain field along the loading axis by FIB and TEM. We have developed an analysis based on CBED to determine the crystal polarity of (001) GaAs plane views. By this technique, we determined the character of dislocations contained in the asymmetric rosette arms. We performed indentation tests at 350-400°C on (011) GaAs and InP films of thicknesses between 150 and 250 µm in order to study the influence of the free bottom surface. For InP, we have shown that plastic flow is conservative. We have developed a model based on the punching mechanism to predict the critical shear stress by observation of deformed patterns. For GaAs, we have developed a model taking into account the stronger difference mobility between  and  dislocations that leads to an asymmetric gliding mechanism throughout the sample and around the indent site

Les minéralisations uranifères localisées à la discordance du Bassin de l’Athabasca (Canada) sur son socle résultent d’intenses circulations de fluides à cette interface. L’histoire géologique du socle antérieure au dépôt du bassin, les caractéristiques de la déformation, les facteurs de contrôle sur les circulations sont exposées par Ledru et al., au service d’une exploration toujours renouvelée.