Description du projet
Un examen plus approfondi de la fissuration des roches pour prévenir les chutes de pierres
Les éboulements modifient les paysages et menacent les infrastructures et les personnes. On considère traditionnellement que les roches chutent lorsque la contrainte dépasse une certaine limite d’élasticité. Cette perception est remise en question par les observations de fissures sous-critiques, où l’accumulation progressive de la contrainte provoque l’apparition de fissures bien en deçà de cette limite d’élasticité. Des facteurs tels que les fluctuations de température et les précipitations contribuent aux défaillances progressives, mais le peu de données quantitatives disponibles limite la compréhension des processus à l’œuvre. Le projet CRACK THE ROCK, financé par le CER, vise à combler cette lacune en utilisant une technique d’imagerie acoustique multisensorielle innovante sur des affleurements rocheux naturels. Le dispositif surveillera les changements de contraintes et la production de fissures avec une résolution spatiale et temporelle élevée, ce qui permettra à terme d’améliorer les prévisions d’éboulements et d’évaluer les effets du changement climatique sur l’érosion des roches.
Objectif
The general idea that a rock mass cracks when the external stress-loading exceeds the rock strength, leading to catastrophic failure (critical cracking), is challenged when considering outcrop erosion. Many observations in the field and the laboratory evidence slow, incremental crack developments well below the yield stress of the material, for which repetitive stress load and fatigue induce progressive failure, also called sub-critical cracking. It is largely accepted that the weather (temperature changes, rain, frost) is a major source of stress cycles and slow cumulative damage, but the literature shows too limited quantitative field observations to confirm the mechanics behind rock outcrop cracking. Today, we cannot predict rockfalls nor quantify the relation between daily or seasonal weather forcings to rock crack production. And yet, rock fracturing plays a leading role in most surface processes, from landscape building to vegetation, hydrology and natural hazard prediction. There is an urgent need to reveal the mechanics of sub-critical failure within rock outcrops. Fracturing processes initiate and develop at small scales (from the grain size to a few mm), and meteorological forcing evolve over daily to seasonal time scales, but existing field observation tools hardly meet these scales. In order to lift this issue, the project will deploy an original active multisensory acoustic imaging technique on natural rock outcrops, to map and monitor stress changes and crack production (in m2/m3/time) over timescales ranging from a few hours to a few months, with a centimetric spatial resolution and a stress sensitivity down to a few kPa. Stress will be deduced from acoustic waves, thanks to the acousto-elasticity principle, allowing us to determine the physics of sub-critical cracking of rock outcrops in their natural environment. This work will pave the way for predicting rockfalls and, further, the impact of climate change on rock erosion.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN.
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- sciences agricolesagriculture, sylviculture et pêcheagriculturecéréales et oléagineux
- sciences naturellessciences de la Terre et sciences connexes de l'environnementhydrologie
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Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thème(s)
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
75794 Paris
France