Essais de compression à vitesse imposée sur des échantillons de neige avec suivi tomographique - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2022

Essais de compression à vitesse imposée sur des échantillons de neige avec suivi tomographique

Résumé

The mechanisms controlling the snow mechanical behavior remains poorly understood, although it is required for many applications such as avalanche forecasting, snowpack modeling or estimating of snow loads on structures. To better understand snow mechanics, it is necessary to carry out mechanical characterization tests. In this work, we performed oedometric compression tests controlled in displacement and followed the evolution of the sample microstructure with X-ray tomography measurements. First, using a compression device specifically designed for this purpose, we observed the evolution of the stress and strain over time for different imposed strain rates. The stress-strain curves show a clear dependence of the mechanical response on the strain rate. We observe a ductile behavior at a loading rate lower than 10−4s−1, a brittle behavior for a rate higher than 10−3s−1, and an intermediate behavior marked by a phenomenon of stick-slip type between these two rates. Then, we investigated the evolution of the snow microstructure between the tomographic images acquired before and after the compression test.
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 10−4s−1, un comportement fragile pour un taux supérieur à 10−3s−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
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04172113 , version 1 (27-07-2023)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04172113 , version 1

Citer

Antoine Bernard, Pascal Hagenmuller, Guillaume Chambon, Maurine Montagnat. Essais de compression à vitesse imposée sur des échantillons de neige avec suivi tomographique. Congrès Français de Mécanique 2022 (CFM 2022), Aug 2022, Nantes, France. ⟨hal-04172113⟩

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