Données expérimentales sur le fluage du gypse saccharoïde en condition saturée

Experimental data on creep of the saccharoid gypsum in saturated condition

¹ BRGM-SAR Océan Indien 5, rue Sainte-Anne, BP 906 97478 Saint-Denis (Réunion) Cedex d.moiriat@brgm.fr, France.
² CETE de Lyon 25, avenue F.-Mitterrand case 1 69674 Bron Cedex pierre.potherat@equipement.gouv.fr, France.
³ LCPC Paris Service physico-chimie des matériaux 58, boulevard Lefebvre 75732 Paris Cedex 15 etienne.massieu@lcpc.fr, France.
⁴ Ministère de l’Équipement CGPC, 3 e section Tour Pascal-B. 92055 Paris-la Défense jean-louis.durville@equipement.gouv.fr, France.

Résumé

Le fluage est un des phénomènes majeurs à l’origine de dégradations dans les anciennes exploitations souterraines de gypse de la région parisienne. Afin de mieux appréhender les mécanismes en œuvre lors du fluage de ce matériau, des essais par paliers et à charge constante, ont été menés en condition saturée et sans pression de confinement sur deux types de gypse saccharoïde.

Après un stade de fluage transitoire, le fluage dit stationnaire se caractérise par une relation pseudolinéaire entre la déformation et le temps, et est asymptotique pour des valeurs de charge inférieure à la limite élastique du gypse. Pour des valeurs de charge supérieure à la limite élastique du gypse, la vitesse de déformation axiale tend vers une valeur minimale au-delà de laquelle démarre le stade court du fluage accéléré menant à la ruine de l’éprouvette.

Le mécanisme de rupture dans ces conditions expérimentales se caractérise par une décohésion des grains puis par une microfissuration croissante. A la transition fluage stationnaire-fluage accéléré, cette fissuration devient observable macroscopiquement sur l’éprouvette, on passe alors d’un mode de déformation continu à un mode discontinu.

Abstract

Creep is one of the major phenomena at the origin of damages in the old gypsum underground mines of the Paris area. In order to better apprehend the mechanisms involved it during the creep of this material, creep tests with a constant load or several loading, were carried out in saturated condition and without confining pressure on two types of saccharoid gypsum.

After a transitory stage of creep, the secondary stage or steady state, is characterized by a pseudo linear relation between the axial strain and time, and is asymptotic for values of loads lower than elastic boundary stress of the gypsum. For load values higher than the elastic boundary stress, the axial strain rate tends towards a minimal value beyond which starts the tertiary stage of creep which leads quickly to the breaking-point.

The mechanism of damaging under these experimental conditions is characterized by a ungluing of the grains and increasing microcracking. That increase in relative porosities, gradual during the steady state, then begin the tertiary stage of creep.