Description du sujet de thèse

Fluage fragile des matériaux hétérogènes : La déformation, l’endommagement et la rupture dépendante du temps des matériaux fragiles ou quasi fragiles (roches, béton, etc.) soumis à une contrainte constante revêtent une importance capitale dans divers domaines, du génie civil à la géophysique. Ce comportement en fluage est caractérisé par plusieurs « lois » rhéologiques empiriques, dont certaines sont connues depuis plus d'un siècle, mais qui attendent toujours une interprétation théorique solide. À titre d'exemple, la loi d'Andrade [Andrade, 1910] décrit la phase transitoire du fluage, caractérisée par une décroissance en loi de puissance du taux de déformation.
Un autre exemple est la relation empirique de Monkman-Grant [Monkman et Grant, 1956] entre le temps de rupture et le taux de déformation minimal, alors qu'il existe également plusieurs preuves d'une accélération spécifique de la déformation à l'approche du temps de rupture (phase III du fluage). Cette phénoménologie est commune à la plupart des matériaux fragiles, et même au-delà, aux métaux ductiles, aux matières molles et aux milieux granulaires.
L'interprétation physique de ces lois empiriques, ainsi que l'origine de cette « universalité », restent largement méconnues à l'heure actuelle.
Entre-temps, ces dernières années ont vu l'émergence de nouvelles approches dans l'étude de ces processus de rupture, basées sur des outils de physique statistique et sur l'étude des interactions entre le désordre microstructural, l’endommagement et les microfractures et, dans le cas du fluage, les processus activés thermiquement.

Contexte de travail

Le Centre national de la recherche scientifique est une institution de recherche parmi les plus importantes au monde. Pour relever les grands défis présents et à venir, ses scientifiques explorent le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Internationalement reconnu pour l’excellence de ses travaux scientifiques, le CNRS est une référence aussi bien dans l’univers de la recherche et développement que pour le grand public. Le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l'Enseignement Supérieur, de la Recherche et de l'Innovation.

L'ISTerre est une Unité Mixte de Recherche de l'Université Grenoble Alpes, CNRS, USMB, IRD et Université Gustave Eiffel, située 1381 rue de la Piscine 38400 Saint-Martin d'Hères et sur le Campus Scientifique du Bourget du Lac. Elle fait partie de l'Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG) et du Pôle de recherche PAGE de l'Université Grenoble Alpes (UGA). Son effectif est de 300 personnes environ pour un budget annuel moyen de 7 M€.

Elle est organisée autour de 9 équipes de recherche et de services, l'objectif scientifique étant l'étude physique et chimique de la planète Terre, tout particulièrement en se concentrant sur les couplages entre les observations des objets naturels, l'expérimentation et la modélisation des processus complexes associés. ISTerre assure également les missions d'observations de la Terre solide, héberge et maintient des parcs nationaux d'instruments géophysiques, ainsi qu'un centre de données.

La thèse se déroulera au sein de l'équipe Mécanique des Failles et des Instabilités, et dans le cadre du projet collaboratif ANR DISCREEP qui vise à revisiter ce problème de fluage sous différents angles (expérimental, théorique, numérique), configurations de chargement et matériaux. Une partie expérimentale s’effectuera dans le cadre du programme CHRONOS de l’ESRF. Dans ce contexte, le doctorant sera amené à interagir avec d'autres expérimentateurs et théoriciens.
Le travail de thèse sera encadré par Jérôme WEISS et David AMITRANO

L'école doctorale de rattachement sera l’Ecole Doctorale STEP (Sciences de la Terre, de l’Environnement et des Planètes) de l’Université Grenoble-Alpes

Contraintes et risques

Ce travail de thèse ne comporte pas de risques identifiés.