CFM 2019

Corrélation d'images numériques adaptée au milieu fracturé : applications aux roches argileuses
Stephen Hedan  1@  , Valéry Valle, Philippe Cosenza  2@  
1 : Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers  (IC2MP)
Université de Poitiers, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7285
4 RUE MICHEL BRUNET BAT B27 - CHIMIE 86022 POITIERS CEDEX -  France
2 : Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers  (IC2MP)
Université de Poitiers, Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7285
4 RUE MICHEL BRUNET BAT B27 - CHIMIE 86022 POITIERS CEDEX -  France

Ces travaux visent à développer un algorithme de corrélation d'images numériques (H-DIC) pour les milieux discontinus permettant une extraction automatique de la position des fissures, ainsi que des valeurs locales d'ouverture et de glissement. Cette adaptation, implémentée dans un code de corrélation, permet de tenir compte de la présence possible d'une discontinuité du champ de déplacement lors du calcul du produit de corrélation. Cet enrichissement de 4 voire 8 paramètres supplémentaires (en fonction du nombre de discontinuité dans le sous-domaine) a nécessité une parallélisation (GPU CUDA) du code. L'analyse des résultats sur des images simulées et réelles permet de valider cette adaptation et permet dorénavant l'étude du comportement des fissures avec l'extraction quantitatives de valeurs cinématiques avec une précision sub-pixel de l'ordre de 0,14 pixel.

L'application présentée porte sur une roche argileuse, roche hôte dans le cadre d'un stockage en géologie profonde, soumise à un cycle naturel d'hygrométrie, ce qui entraîne une fissuration évoluant avec le chargement. Notre étude permet de localiser finement la position des fissures, et mesurer l'ouverture et le glissement des lèvres. L'ensemble des données obtenues, permettent aussi de calculer l'aire fracturée et de la coupler au chargement (RH et T) avec une précision sub-pixel. Les résultats montrent que l'ouverture et le glissement sont du même ordre de grandeur et que pour la majorité des fissures, le mode dominant est le mode d'ouverture.

L'analyse de l'aire fracturée met en avant deux faits marquants :

- le nombre de sous-domaines fissurés ne correspond pas à un état de chargement proche des valeurs extrêmes d'humidité relative et de température. Deux types de fissures (majeures et mineures) sont observables avec des ouvertures faibles.

- l'aire fracturée maximale correspond à un état de chargement proche des valeurs extrêmes d'humidité relative et de température Seules les fissures majeures sont ouvertes avec des valeurs d'ouverture plus importantes.


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