Essais de compression à vitesse imposée d’échantillon de neige et avec suivi tomographique

Abstract

La compréhension des mécanismes régissant la déformation du squelette de glace de la neige sous un chargement mécanique reste encore aujourd’hui comprise de manière imparfaite, bien que nécessaire pour de nombreuses applications comme la prévision d’avalanches, la modélisation du manteau neigeux ou la quantification des efforts induits par la neige pour le dimensionnement d’ouvrages. Une meilleure compréhension passe par des essais de caractérisation mécanique du matériau neige. Dans ce travail, nous avons réalisé des essais de compression oedométrique controlés en déplacement, et suivi l’évolution des échantillons par tomographie à rayons X. Dans un premier temps, à l’aide d’un dispositif de compression spécifiquement conçu, nous avons observé l’évolution de la contrainte au cours du temps pour différentes vitesses de chargement. Les courbes de contrainte-déformation montrent une dépendance marquée de la réponse mécanique au taux de déformation. Nous observons un comportement ductile à un taux de chargement inférieur à 10−4 s−1, un comportement fragile pour un taux supérieur à 10−3 s−1, et un comportement intermédiaire marqué par un phénomène de type "glissé-collé" (stick-slip) entre ces deux taux. Dans un second temps, nous nous sommes penchés sur l’évolution de la microstructure de la neige entre les images tomographiques acquises avant et après l’essai de compression