Étude des propriétés hydriques et des mécanismes d ... - sacre

Chapitre 4 : Etude du comportement mécanique selon l’état hydrique
résistance à la traction est d’environ 5 % à 10 %. Comme le comportement en compression, la
résistance à la traction est importante à l’état sec puis chute brutalement jusqu’à sa valeur minimale
qui est atteinte à partir d’un degré de saturation seuil et ce jusqu’à l’état saturé. La valeur seuil au
niveau du comportement en traction est la même que celle estimée en compression, ce qui témoigne de
la pertinence des résultats.
Résistance à la traction, MPa
99%
2
1,5
1
0,5
0
67%
Degré de saturation
51% 32% 16%
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Succion, MPa
(a): tuffeau blanc
3%
(b) : pierre de Sébastopol
Figure IV.5 : évolution de la résistance à la traction suivant la succion imposée pour le tuffeau blanc
et la pierre de Sébastopol
3. La vitesse de propagation du son
3.1. Description du dispositif expérimental
99%
2
La mesure de vitesse de propagation des ondes ultrasonores dans un matériau poreux tel que les
pierres est un moyen d’investigation complémentaire des essais mécaniques présentant l’avantage
d’être non-destructif (Yasar, 2004). La propagation des ondes dans les solides est basée sur les
théories de l’élasticité qui relient efforts et faibles déformations. Ces ondes élastiques sont polarisées
selon deux directions perpendiculaires en deux ondes planes : l’onde longitudinale de compression
appelée onde primaire (onde P) représentant la vibration des particules parallèlement au sens de
propagation de l’onde, et l’onde transversale de cisaillement appelée onde secondaire (onde S)
représentant la vibration des particules perpendiculairement au sens de propagation. Dans l’essai de
mesure de la vitesse du son (norme AFNOR P94-411), une éprouvette cylindrique (diamètre : 40 mm
et hauteur : 80 mm) est placée entre deux transducteurs piézo-électriques, l’un servant d’émetteur de
l’onde ultrasonore (la fréquence utilisée est de 82 kHz) et l’autre de récepteur sur la face opposée. La
distance émetteur-récepteur (i.e. la hauteur de l’éprouvette) est mesurée à l’aide d’un pied à coulisse et
le temps que met l’impulsion pour passer de l’émetteur au récepteur est déterminé à l’aide d’un
appareil à ultrasons Pundit Plus en tenant compte d’un tarage (temps mesuré pour une distance nulle).
Le rapport de ces deux grandeurs nous donne la vitesse de propagation des ondes P dans le matériau
pour une direction considérée.
Résistance à la traction, MPa
1,5
1
0,5
0
26%
Degré de saturation
23% 11% 1,1%
0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000
Succion, MPa
0,3%
Kévin Beck (2006) 135