Influence de la taille des grains et de l’altération des roches sur les mesures de l’atténuation des ondes ultrasonores en laboratoire

Ultrasonic attenuation testing in rock samples : influence of grain size and of weathering in granites

¹ Docteur en Géologie de l’Ingénieur, Thessalonique Université de Thessalonique, Grèce
² Chef de la Section Géologie et Matériaux, L.C.P.C.L.C.P.C. 58, bd Lefebvre. 75732 Paris Cedex 15. Tél. : 48.56.50.00, France
³ Ingénieur, Section Mesures-Electronique, L.C.P.C.L.C.P.C. 58, bd Lefebvre. 75732 Paris Cedex 15. Tél. : 48.56.50.00, France

Résumé

On présente une méthode de mesure en laboratoire, sur éprouvette de roche « sèche », de l'atténuation des ondes longitudinales. La mesure s'effectue par transmission, à l'aide de transducteurs piézo-électriques ; le signal reçu est étudié soit dans sa forme temporelle, soit après transformée de Fourier (en particulier la méthode du rapport de spectres est utilisée). On étudie l'atténuation sur deux séries de roches :

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  une série de type granitique, où l'on vérifie la forte dépendance de l'atténuation avec la taille des grains de la roche, du fait de la diffraction des ondes,

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  une série de trois états d'altération d'une aplite, qui montre la sensibilité du coefficient d'atténuation à la « qualité » de la roche.

Il est envisageable que la mesure de l'atténuation puisse compléter l'information apportée par l'indice de continuité pratiqué couramment.

Abstract

An ultrasonic pulse transmission technique has been developed for measuring attenuation in « dry » rocks. Piezo-electric transducers produce P-waves at 0.5, 1.0 or 2.25 MHz. The pulse rise time method, and Fourier spectral ratios are used. Measurements have been made :

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  with granitic rocks, each with homogeneous grain, varying in grain diameter from 0.1 to 5 mm : a strong dependance of attenuation, due to grain scattering, is shown,

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  with an aplitic rock at three states of weathering : the corresponding quality factor Q decreases with increasing weathering.

It seems that the proposed measurement of attenuation may supplement the information given by the Continuity Index (issued from the much easier velocity measurement).