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Caractérisation De L'endommagement Des Lauzes Calcaires Du Massif Central

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Caractérisation De L'endommagement Des Lauzes Calcaires Du Massif Central Caractérisation de l’endommagement des lauzes calcaires du Massif central Yannick Igor Fogue Djombou To cite this version: Yannick Igor Fogue Djombou. Caractérisation de l’endommagement des lauzes calcaires du Massif central. Génie civil. IMT - MINES ALES - IMT - Mines Alès Ecole Mines - Télécom, 2019. Français. NNT : 2019EMAL0003. tel-03275310 HAL Id: tel-03275310 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-03275310 Submitted on 1 Jul 2021 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. THÈSE POUR OBTENIR LE GRADE DE DOCTEUR D’IMT MINES ALES En Mécanique et Génie Civil École doctorale I2S – Information, Structure, Systèmes Unité de recherche C2MA CARACTERISATION DE L’ENDOMMAGEMENT DES LAUZES CALCAIRES DU MASSIF CENTRAL Présentée par Yannick Igor FOGUE DJOMBOU, le 29 Mai 2019 Sous la direction de Eric GARCIA-DIAZ Devant le jury composé de Jean-François GEORGIN, Professeur, INSA Lyon Rapporteur Pierre GERARD, Professeur, Université libre de Bruxelles Rapporteur Vasco PEIXOTO DE FREITAS, Professeur, Universidade do Porto - FEUP Président du jury Philippe DEVILLERS, Maître de conférences-HDR, Ecole Nationale Supérieure d’Architecture de Montpellier Examinateur Stéphane CORN, Maître Assistant, IMT Mines Alès Examinateur Laurent CLERC, Maître Assistant, IMT Mines Alès Invité Guillaume HABERT, Professeur, ETH Zürich Invité Eric GARCIA-DIAZ, Professeur, IMT Mines Alès Directeur de thèse Remerciements Quelle aventure cette thèse!? Telle une expédition en solitaire vers le savoir… Ces remerciements sont l’occasion pour moi d’adresser ma gratitude envers toutes les personnes qui ont participé à ce périple. Tout d’abord, mes remerciements seront adressés à ceux qui ont fourni les matériaux pour que je puisse confectionner le bateau m’ayant permis de faire mon expédition vers le savoir. Il s’agit du Commissariat Général à l’Egalité des Territoires (CGET) du Massif Central qui a financé le projet LAUBAMAC, la sous-préfecture de Florac qui a coordonné le projet, le PNC (Parc National des Cévennes) et l’ ABPS (Association Artisans Bâtisseurs en Pierres Sèches) qui ont copiloté le projet, et enfin Armines, l’IMT Mines Alès, l’Université de Montpellier, l’école d’Architecture de Montpellier, l’école doctorale I2S et la faculté d’ingénierie de l’Université de Porto qui ont mis à disposition les moyens nécessaires à la réalisation de cette thèse. J’en profite pour adresser ma plus grande reconnaissance envers tout le personnel de ces structures, que je ne remercierai pas individuellement car la liste est très longue, pour tout ce qu’ils ont pu apporter à ce travail. Une fois le bateau confectionné, l’aventure commença … Mes remerciements vont également vers les autres marins qui ont pris la mer (en solitaire comme moi ou des fois en groupe) et qui étaient inscrits dans la même course que moi, celle de la préservation d’une culture, d’un savoir-faire et d’un patrimoine d’exception. Il s’agit ici des artisans et les différents partenaires du projet LAUBAMAC (PNC, PNRGC, PNRMA, CMA Lozère, ABPS, ALC, Matthieu, Caroline, Gérard, Marc, Arnaud, Pascaline, Jean- François, Cathie, et j’en passe), je n’oublierai jamais tout le temps et les moyens que vous avez mis à ma disposition, pour m’aider dans mon périple. Sans vous jamais ce travail n’aurait eu une telle qualité. Pendant l’expédition… J’ai une très grande reconnaissance envers, ceux que j’appellerai “les bénévoles de la SNSM”, qui ont toujours été disponibles et toujours prêts à prendre la mer, au point de mettre leur vie en périle pour venir me secourir et me ravitailler en ressource à chaque fois que le besoin se faisait ressentir. Il s’agit de mes encadrants, Stéphane, Laurent, Philippe et David, à qui j’adresse ma plus grande reconnaissance. 1 J’ai aussi une pensée envers les autres marins solitaires comme moi, avec qui, le temps d’une escale sur une île vierge, nous échangions sur les difficultés de notre périple. Je parle là des autres doctorants et postdocs. Merci pour le soutien que vous m’avez apporté. A la fin de l’expédition… Comme toute bonne expédition, il y a une fin. Mes remerciements vont aux amiraux et commandants d’autres navires qui sont venus de très loin pour m’acceuillir à l’arrivée sur l’immense continent du savoir. Il s’agit des membres du jury, à qui j’adresse ma plus grande reconnaissance pour l’intérêt et l’apport qu’ils ont pu porter vis-à-vis de mon travail. Tout au long de l’expédition… Enfin, je terminerai avec une petite pensée concernant l’étoile polaire du savoir, mon Directeur de thèse, qui m’a guidé tout au long de mon périple. Je te remercie infiniment d’avoir brillé tout le temps durant mon expédition et d’avoir su me guider jusqu’à la fin. Bien évidemment je remercie aussi les autres étoiles qui n’ont pas cessé de briller tout au long de l’aventure et sur qui j’ai pu compter pour me soutenir. Il s’agit de mes parents, mon père, Dr Djombou Gabriel, mon parrain, Pr Tchuenté Maurice, ma mère, mes frères et soeurs, ma famille, mes amis d’enfance et proches et ma Cannelle… 2 TABLE DE MATIERE TABLE DES ILLUSTRATIONS ......................................................................................... 6 LISTE DES TABLEAUX .................................................................................................... 8 INTRODUCTION GÉNÉRALE .......................................................................................... 9 LA LAUZE .................................................................................................................................................... 11 Définition .............................................................................................................................................. 11 Utilisation de la lauze à l’échelle Européenne .................................................................................. 12 Lauze calcaire élément clé du paysage vernaculaire des Causses et Cévennes ............................ 16 Problèmes de la lauze calcaire rencontrés dans le Massif central ................................................. 18 PROGRAMME DE LA THESE ......................................................................................................................... 19 Objectif de la thèse .............................................................................................................................. 19 Intérêt de la recherche ....................................................................................................................... 19 Plan du document ............................................................................................................................... 19 CHAPITRE I: ÉTAT DE L’ART ......................................................................................... 21 I.1) FORMATION DES LAUZES CALCAIRES DU MASSIF CENTRAL ................................................................... 23 I.1.1) Environnements géologiques de formation des lauzes calcaires .......................................... 23 (a) Environnements continentaux ............................................................................................................. 25 (b) Environnements transitoires ............................................................................................................... 26 (c) Environnements marins ....................................................................................................................... 26 I.1.2) Processus de formation et caractéristiques diagénétiques des lauzes calcaires.................. 27 I.2) ENDOMMAGEMENT DES CALCAIRES SOUMIS A DES CYCLES DE GEL/DEGEL ........................................... 30 I.2.1) Définition de la gélivité ............................................................................................................. 30 I.2.2) Mécanismes contrôlant le phénomène de gélivité ................................................................. 31 (a) Processus hydriques intervenant dans le phénomène de gélivité ...................................................... 31 (b) Processus thermiques intervenant dans le phénomène de gélivité .................................................... 34 I.2.3) Paramètres physiques contrôlant les processus de gélivité .................................................. 34 I.2.4) Mode d’endommagement des calcaires par le gel ................................................................. 36 (a) Endommagements physiques macroscopiques ................................................................................... 36 (b) Endommagements internes à la structure...........................................................................................38 I.2.5) Démarches expérimentales de l’étude et de la caractérisation de l’endommagement des calcaires soumis à des cycles de gel/dégel ....................................................................................... 39 I.3) SUIVI DYNAMIQUE DE L’ENDOMMAGEMENT DES STRUCTURES PAR ANALYSE MODALE .......................... 41 I.3.1) Rappel sur la théorie des vibrations.......................................................................................
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