Problèmes posés par un calcaire très poreux dans l'étude de la ...

Corrélation V,—n (89 points)V, = 5229 - 73,25nr = -0,931V,(m/s)30002800R, B(MPa)Oo o oo Roche sèche• Roche saturée d'eau260DR ru(MPal2400..2200•1" 200035 36 37 38 39 40 41 42 43Porosité nl%)Fig. 5. — Résultats de traction indirecte(essai brésilien).V.ulm/s)763000 Corrélation V,u - V,(sondages horizontauxuniquement)Corrélation R CU)»»n (89 points)R cu = 38,17 - 0.839nr = -0.94829 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 4041 42Porosité n(%)2000 2500 3000 v, (m/s)Fig. 4. — Corrélations entre la porosité n et la vitesse des ultrasons Vi (mesurée surroche sèche), et entre la porosité et la résistance en compression simple Rcw (mesuréesur roche saturée).Fig. 6. — Influence de l'eau sur la vitesse de propagationdes ondes ultrasonores (ondes longitudinales)dans les calcaires de Villiers-Adam.tance en compression uniaxiale, sont présentéesfigure 4. On observera la sensibilité des valeurs derésistance aux variations de porosité. De même, larésistance en traction indirecte décroît nettement lorsquela porosité augmente (fig. 5). En ce qui concerneles coefficients d'élasticité, le module d'Young chutelui aussi lorsque n croît, mais avec une dispersionimportante; les mesures du coefficient de Poisson,situées autour de 0,2, sont trop peu nombreuses pourêtre reliées à la porosité.L'influence de l'eau sur les propriétés mécaniques desroches a été observée maintes fois, mais les interprétationssont loin d'être entièrement satisfaisantes. Ellesseront discutées ci-dessous à propos du calcaire deVilliers-Adam : propriétés élastiques (statiques oudynamiques), limites de rupture.La vitesse de propagation des ondes V, est relativementpeu affectée par la présence d'eau (fig. 6); onobserve en général une légère diminution :K, ra~ V, —150 (m/s). Ce comportement du calcairede Villiers-Adam est typique des roches à forte porosité,et s'oppose à celui des roches microfissurées[Tourenq, Fourmaintraux et Denis, 1971]. Il peuts'expliquer dans le cadre d'un modèle de diffractiond'ondes par des pores sphériques petits devant lalongueur d'onde (ici le rapport est de l'ordre de 1/100à 1/10) : dans le milieu composite, matrice solide +pores remplis de fluide, le remplacement de l'air parl'eau entraîne une augmentation de l'inertie du milieu,qui ralentit la propagation, et cet effet l'emporte surla diminution de compressibilité, qui a tendance àaccroître la vitesse des ondes [Kuster et Toksôz, 1974].La figure 7 montre la variation de la résistance encompression uniaxiale en fonction du degré de saturation,les essais étant effectués sur éprouvettes séchéestrès progressivement à partir de l'état saturé : lavaleur plancher de la résistance se maintient pour undegré de saturation de 100% jusqu'à 50% environ;R tu(MPalFig. 7. — Relation entre le degré desaturation et la résistance à lacompression d'éprouvettes decaire de porosité n(%) différentes.0 10 18 30 50 100Degré de saturation (%)71