CONTACTS :

Stéphane BOUISSOU

Professeur

Office : 234

Université de Nice-Sophia Antipolis

Géoazur, UMR 6526

250 Rue Albert Einstein - Sophia Antipolis

06560 Valbonne, France

Tel. : +33 (0)4 83 61 86 69

bouissou@geoazur.unice.fr

Alexandre CHEMENDA

Professeur

Office : 233

Université de Nice-Sophia Antipolis

Géoazur, UMR 6526

250 Rue Albert Einstein - Sophia Antipolis

06560 Valbonne, France

Tel. : +33 (0)4 83 61 86 61

chem@geoazur.unice.fr

Julien AMBRE

Ingénieur

Office : 131

Université de Nice-Sophia Antipolis

Géoazur, UMR 6526

250 Rue Albert Einstein - Sophia Antipolis

06560 Valbonne, France

Tel. : +33 (0)4 83 61 86 04

julien.ambre@geoazur.unice.fr

Autres utilisateurs locaux :

Doctorants, post-doctorants, chercheurs extérieurs.

Nous étudions à Géoazur les processus de rupture des enveloppes superficielles de la Terre. La finalité de ces recherches est tournée vers la prospection et la gestion des ressources naturelles, le stockage des déchets et la prévision des aléas géologiques (sismiques et gravitaires). On cherche donc à modéliser à l’échelle du laboratoire le comportement d’un massif rocheux. Nous développons pour cela des outils expérimentaux originaux qui permettent de reproduire à l’échelle du laboratoire et de quelques heures, des processus qui se produisent à grande échelle (d’espace et de temps) dans la nature. Nos modèles physiques sont tridimensionnels et respectent les critères de similarité. Cela signifie que nous utilisons des matériaux beaucoup moins résistants que les roches pour permettre de satisfaire les critères de mise à l’échelle physique. Ces matériaux ne sont pas des matériaux usuels, ils sont élaborés sur mesure. Ce dernier point est fondamental car il garantit que le processus géologique modélisé et le même que celui qui se produit dans la nature. Par ailleurs, les matériaux analogiques permettent non seulement de reproduire des phénomènes grandes échelles mais aussi d’étudier les critères de rupture sur une large gamme de contraintes et ceci avec une excellente reproductibilité des résultats. Il s’agit là de données mécaniques expérimentales essentielles pour contraindre les lois constitutives implémentées ensuite dans les codes de calcul numérique. Une utilisation combinée des techniques de modélisation expérimentale et numériques est une approche que nous développons fortement dans notre équipe.

https://geoazur.oca.eu/fr/rech-geomat-geoazur

Ces dernières années nous avons plus particulièrement développé un axe de recherche dédié à l’étude des processus de déstabilisation des mouvements gravitaires dans les massifs rocheux. Outre la création du matériau analogique SLOPE1, nous avons également conçu, réalisé et mis au point un dispositif d'accélération verticale. Ce dernier permet une sollicitation discrète du modèle, et ainsi d'analyser les déformations gravitaires tout au long de l’expérience. Ces travaux ont permis d’avancer dans la compréhension des processus rupturels des massifs rocheux à grande échelle et en 3D depuis l’initiation jusqu’à la propagation (grande déformation) de la rupture.

Nous avons également développé un autre axe de recherche dédié à l’étude de la fracturation. Ces travaux sont basés sur l’utilisation d’un nouveau matériau GRAM (Granular Rock Analogue Material) développé pour étudier la rupture fragile. Nous avons pu en particulier générer pour la première fois en laboratoire un réseau de bandes de dilatances/diaclases. GRAM représente véritablement un analogue de roches naturelles, avec la même réponse mécanique aux différents types de chargement, mais 2 ordres de grandeur moins résistant et rigide que les roches naturelles. Ceci nous donne de nombreux avantages techniques dans l’expérimentation et l’étude précise des lois de comportements pour différents chemins de chargement.

Nous orientons maintenant nos recherches vers l’étude fine des processus de localisation de la déformation et de la rupture. L’objectif est d’étudier les modalités de formation des bandes de localisation de la déformation (bandes de cisaillement, de compaction ou de dilatance) et de comprendre comment la déformation inélastique évolue vers la rupture à différentes échelles.

PUBLICATIONS (depuis 2004) :

Tran, T.-P.-H., Bouissou, S., Chemenda, A., Ambre, J., Vacher, P., Michel, P., 2018. Initiation and evolution of a network of deformation bands in a rock analogue material at brittle-ductile transition. Rock Mech. Rock Eng. doi.org/10.1007/s00603-018-1641-8.

De Barros L., Daniel G., Guglielmi Y., Rivet D., Caron H., Payre X., Bergery G., Henry H., Castilla R., Dick P., Barbieri E. et Gourlay M., 2016. Fault structure, stress, or pressure control of the seismicity in shale ? Insights from a controlled experiment of fluid-induced fault reactivation, Journal of Geophysical Research: Solid Earth, vol. 121, n°6, pp.4506-4522.

Chemenda A. et Mas D., 2016. Dependence of rock properties on the Lode angle: Experimental data, constitutive model, and bifurcation analysis, Journal of the Mechanics and Physics of Solids, vol. 96, pp.447-496.

Chemenda, A.I., Cavalié, O., Vergnolle, M., Bouissou, S., Delouis. B., 2016. Numerical model of formation of a 3-D strike-slip fault system, C.R. Geosciences, 348, 61-69, doi: 10.1016/j.crte.2015.09.008

Mas D. et Chemenda A., 2015. An experimentally constrained constitutive model for geomaterials with simple friction–dilatancy relation in brittle to ductile domains, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, vol. 77, pp.257–264.

Mas D. et Chemenda A., 2014. Dilatancy factor constrained from the experimental data for rocks and rock-type material,  International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, vol. 67, pp.136-144.

Petit J.-P. et Chemenda A., 2014. Experimental and fields constraints on the mechanism of formation of natural joints (dilatancy bands banding vs mode I fracture), 10th Euroconference on Rock Physics and Rocks Mechanics, pp. 98-99, Aussois (France), pp.12-15.

Perrin, C., Clemenzi, L., Malavieille, J., Molli, G., Taboada, A. et Dominguez, S., 2013. Impact of erosion and décollements on large-scale faulting and folding in orogenic wedges: analogue models and case studies, Journal of the Geological Society, vol. 170, n°6, pp.893.

Autin J., Bellahsen N., Leroy S., Husson L., Beslier M.-O. et d'Acremont E., 2013. Analogue models of oblique rifting: the role of structural inheritance, Geophysical Research Abstracts, n°EGU2013-12734, European Geosciences Union (EGU) General Assembly April 4th, Vienne (Autriche).

Autin J., Bellahsen N., Leroy S., Husson L., Beslier M.-O. et d’Acremont E., 2013. The role of structural inheritance in oblique rifting: Insights from analogue models and application to the Gulf of Aden, Tectonophysics, vol. 607, pp.51-64.

Jorand, C., Chemenda, A. I., Petit, J-P., 2012. Formation of parallel joint sets and shear band/fracture networks in physical models, Tectonophysics, doi: 10.1016/j.tecto.2011.11.021.

Bouissou, S., R. Darnault, A. Chemenda and Y. Rolland, 2012. Evolution of gravity-driven rock slope failure and associated fracturing: Geological analysis and numerical modelling, Tectonophysics, doi: 10.1016/j.tecto.2011.12.010, pp.526-529, 157-166.

Chemenda. A. I., Wibberley Ch., Saillet E., 2012. Evolution of compactive shear deformation bands: numerical modes and geological data, Tectonophysics, doi:10.1016/j.tecto.2011.10.0, A 2011.

Chemenda. A. I.,Petit J.P., 2012. Mechanical and Field Studies of Deformation Localization in Rocks, EOS, Vol. 93, No. 42, pp.17.

Bois T., S. Bouissou and M. Jaboyedoff, 2012. Influence of structural heterogeneities and of large scale topography on imbricate gravitational rock slope failures: New insights from 3-D physical modeling and geomorphological analysis, Tectonophysics, vol.526–529, pp.147–156. doi:10.1016/j.tecto.2011.08.001.

Nguyen, Si-H., Chemenda, A., and J. Ambre, 2011. Influence of the loading conditions on the mechanical response of granular materials as constrained from experimental tests on synthetic rock analogue material, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 48, pp.103-115, doi: 10.1016/j.ijrmms.2010.09.010.

Chemenda, A.I., 2011. Origin of compaction bands: Anti-cracking or constitutive instability?, Tectonophysics, 499, pp.156-164, doi:10.1016/j.tecto.2011.01.005.

Chemenda, A. I., Nguyen, Si-H., Petit J.P., Ambre, J., 2011. Mode I cracking versus dilatancy banding:  Experimental constraints on the mechanisms of extension fracturing, J. Geophys. Res., 116, B04401, doi:10.1029/2010JB008104.

Chemenda, A. I., Nguyen, Si-H., Petit J.P. Ambre, J., 2011. Experimental evidences of transition from mode I cracking to dilatancy banding, Comptes Rendus, Mécanique,  339, pp.219-225, doi:10.1016/j.crme.2011.01.002.

Boutelier, D., Chemenda, A., 2011. Physical Modeling of Arc–Continent Collision: A Review of 2D, 3D, Purely Mechanical and Thermo‐Mechanical Experimental Models, Arc-Continent Collision, Frontiers in Earth Sciences, doi:10.1007/978-3-540-88558-0-16,  Springer-Verlag Berlin Heidelberg, pp.445-473.

Petit J.P., Chemenda, A. I., 2011. Field,  Experimental, and Numerical Studies of Deformation Localization Bands, EOS, Vol. 92, No. 42, pp.18.

El Bedoui S.,T. Bois, H. Jomard, G. Sanchez, T. Lebourg, E. Tric, Y. Guglielmi, S. Bouissou, A. Chemenda, Y. Rolland, M. Corsini, J. L Pérez, 2011. Paraglacial gravitational deformations in the SW Alps: a review of field investigations, 10Be cosmogenic dating and physical modeling, Geological Society, London, Special Publications, vol. 351, pp.11-25. doi: 10.1144/SP351.2.

Petit J.P., Chemenda, A. I., 2011. Experimental, and Numerical Studies of Deformation Localization Bands, EOS, Vol. 92, No. 42.

Bois T. and S. Bouissou, 2010. Influence of tectonic fractures zones on gravitational rock slope failures: New insights from 2-D physical modeling, Journal of Geophysical Research : Earth Surface, vol.115, pp.F03009. doi: 10.1029/2009JF001403.

Chemenda, A. I., T. Bois, S. Bouissou, and E. Tric, 2009. Numerical modelling of the gravity-induced destabilization of a slope: example of the La Clapière landslide, southern France, Geomorphology 109, pp.86–93.

Bachmann D., S. Bouissou and Chemenda, A., 2009. Analysis of massif fracturing during Deep-Seated Gravitational Slope Deformation by physical and numerical modeling, Geomorphology, vol.103, n°1, pp.130–135. doi :10.1016/j.geomorph.2007.09.018.

Chemenda, A. I., 2009. The formation of tabular compaction-band arrays: Theoretical and numerical analysis, J. Mech. Phys. Solids, 57, pp.851-868.

Boutelier, D., and A. Chemenda, 2008. Exhumation of UHP/LT rocks due to the local reduction of the interplate pressure: Thermo-mechanical  physical modelling, Earth and Planetary Science Letters, doi:10.1016/j.epsl.2008.04.011.

Faure, M., E. B. Mezeme, A. Cocherie, P. Rossi, A. Chemenda, and D. Boutelier, 2008. Devonian geodynamic evolution of the Variscan Belt: Insights from the French Massif Central and Massif Armoricain, Tectonics, v. 27, TC2005, doi:10.1029/2007TC002115.

Bois T., S. Bouissou and Y. Guglielmi, 2008. Influence of major inherited faults zones on gravitational slope deformation: A two-dimensional physical modelling of the La Clapière area (Southern French Alps), EPSL, 10.1016/j.epsl.2008.06.006.

Chemenda, A. I., 2007. The formation of shear-band/fracture networks from a constitutive instability: Theory and numerical experiment, J. Geophys. Res., 112, B11404, doi:10.1029/2007JB005026.

Bachmann D., S. Bouissou, Chemenda, A., 2006. Influence of large scale topography on gravitational rock mass movements : New insights from physical modeling, Geophys. Res. Lett., 33, L21406, doi: 10.1029/2006GL028028.

Chemenda A., S. Bouissou, and D. Bachmann, 2005. 3-D Physical Modeling of Deep-Seated Landslides: new technique and first results, Journal of Geophysical Research, Vol. 110, pp.1-8.

Bachmann D., S. Bouissou and A. Chemenda, 2004. Influence of weathering and pre-existing fractures on gravitational slope failure: insights from new 3-D physical modelling, Natural Hazards and Earth System Sciences, 4: pp.711-717.

Boutelier, D., Chemenda, A. and Jorand, C., 2004. Continental subduction and exhumation of high-pressure rocks: insight from thermo-mechanical laboratory modelling, Earth Planet. Sci. Lett., 222, pp.209-216.

EQUIPEMENTS PRINCIPAUX :

Appareillages d’expérimentation :

GRAVI : Dispositif de Chargement. Appareillage en profilés aluminium fonctionnant grâce à une motoréduction (moteur courant continu) pilotés par un boîtier électronique. Il est équipé de capteurs d’accélération (500 m.s-2). Dimensions (2.5m x 1m x 1m).

TRIAX1 : Dispositif de chargement. Machine d’essai uniaxiale 50 KN plus générateur de pression 2 MPa et cellule cylindrique  Dimensions (2.5m x 2m x 1m).

TRIAX2 : Dispositif de chargement. Appareillage en acier et aluminium permettant de d’imposer des chargement différents jusqu’à 2 MPa suivant les trois axes. Dimensions (0.5m x 0.5m x 1m).

SUBD : Dispositif de modélisation 3D des processus géodynamiques (subduction océanique, subduction continental et la collision, rifting). Dimensions : (0.5m x 0.5m x 0.4m) équipé de moteur et réducteur, capteur de force et déplacement.

Métrologie analogique et numérique :

2 Appareils photos numériques + objectifs (Canon 300D, Canon 5D) + équipements photos (éclairages, pieds, alimentation, ...).

2 capteurs de déplacement laser.

10 capteurs de force allant de 20 N à 8 KN.

Acquisition et traitement des données :

3 ordinateurs fixes pour corrélation d’images (suivi de la déformation d’échantillons se trouvant à l’intérieur d’une cellule de confinement et ceci tout au long de l’essai mécanique) et pilotage des presses uniaxiales et tri-axiales. Conditionnement de signaux : châssis NI SCXI. Logiciels : LabVIEW, ENVI-IDL, Catia V5, Photoshop et Illustrator. Stockage DD PC fixe: 1To

Atelier mécanique :

Atelier de proximité équipé d'une perceuse/fraiseuse et d'une scie à ruban.

Accès à l'atelier mutualisé S2M de l'OCA équipé de machines-outils à commande numérique (tour, fraiseuse), de machines-outils conventionnelles (tours, fraiseuses), d'un poste à souder TIG, ...

Sécurité :

Aspirateur de particule avec filtre HEPA. Masques anti poussière FFP2.

Divers :

Climatisations des salles d’expérimentation.

RESPONSABLES SCIENTIFIQUES ET TECHNIQUES :

S. BOUISSOU (PR), CHEMENDA (PR) et J. AMBRE (IE)

https://geoazur.oca.eu

PRESENTATION :