Renaud Toussaint

Fracturation Des Roches:: La Localisation Comme Phénomène Critique Renaud Toussaint French edition

La fracturation des roches soumises à des cisaillements ressemble à une transition de phase: la déformation se localise rapidement à l?échelle des grains, tout en restant homogène aux grandes échelles. Alors que les microfractures individuelles croissent encore de façon stable, apparaissent autour de la contrainte pic des structures de grande échelle (bandes de cisaillement) qui brisent spontanément les symétries du problème. Autour du point de localisation macroscopique, on analyse la relation contrainte / déformation dans diverses roches et conditions de charge, mettant en évidence une loi de puissance avec exposant universel entre écart à la déformation critique et écart à la contrainte critique. Une telle universalité, caractéristique d?un point critique, encourage le développement d?une physique statistique pour rendre compte de ce phénomène. A partir de postulats sur l?entropie et de la mécanique, on calcule la probabilité d?occurrence des configurations de microfractures à l?aide de l?énergie nécessaire à leur formation. Ce modèle prédit deux transitions de phase, l?une correspondant à l?initiation de l?endommagement, la seconde, critique, à la localisation macroscopique.