Brevet FR2611904A1 — publié le 19880909

L'invention concerne une cellule triaxiale utilisée pour les essais de résistance der roches, avec la possi- bilité de faire circuler un fluide dans les pores de la roche. Les cellules triaxiales sont constituées de plateaux reliés à des vérins qui permettent d'appliquer sur les six faces d'un cube de roche des contraintes différentes. Il existe des cellules dites triaxiales mais dans lesquelles les contraintes en x et y sont les mêmes. Ces cellules sont constituées d'une enceinte dont le sommé est fermé par un piston. Un cylindre de roche est placé dans l'enceinte et il est mis en pression, créant des contraintes en x et y identiques, la contraintes en 2 étant donnée par la pression exercée par le piston sur le sommet du cylindre de roche. Pour établir une circulation de fluide dans la roche, il suffit d'y mettre autour une enveloppe de caoutchouc qui transmet la pression mais isole la roche du fluide extérieur. On peut alors faire circuler du fluide à la pression désirée entre le sommet et la base du cylindre. La présente invention a pour but de faire circuler un fluide dans les mêmes conditions, mais dans une véritable cellule triaxiale. La cellule est constituée d'une enceinte contenant les vérins et les plateaux qui appliqueront les contraintes sur la roche. La roche est entourée d'une enveloppe de caoutchouc comme dans les cellules pseudotriaxiales mais comme cette enveloppe risque d'étre extrudée par les plateaux, une double enveloppe permet de conserver l'étanchéité. De façon plus précise, l'invention concerne une cellule triaxiale, placée dans une enceinte, et qui permet d'appliquer trois contraintes différentes sur un cube de roche par trois verins, tout en permettant une circulation de fluide dans les pores de la dite roche, le dit fluide étant introduit par une face du cube et étant drainé par la face opposée, une enveloppe en caoutchouc isolant les autres faces, l'étanchéité étant préservée lorsque les plaques extrudent le caoutchouc de la dite enveloppe, par une deuxième enveloppe attachée aux plaques des vérins et appliquée sur la première enveloppe par la différence de pression entre le fluide dans la roche et le fluide dans l'enceinte. Dans ce qui suit, le diode de réalisation préféré de l'invention est exposé plus en détail à l'aide de dessins dans lesquels - la figure 1 représente une coupe longitudinale de la cellule triaxiale selon l'invention - la figure 2 représente une coupe transversale de la cellule de la figure 1 par la ligne Il-Il. En se reportant aux figures 1 et 2, on note que la cellule comporte : - une enceinte constituée d'un corps cylindrique ' dans lequel sont soudés les corps de vérins 2 et, diarctra- lement opposés, les corps des vis vérins 3. Cette enceinte est fermée par deux plateaux 4 et 5 comportant aussi un corps de vérin 2 et un corps de vis vérin 3. - les pistons 6 des vérins ainsi que les vis vérins 7 qui sont munis de rotules 8 pour tenir compte des défauts de perpendicularité de l'échantillon de roche. - un perçage 9, dans le plateau 4, communiquant ovec l'intérieur de l'enceinte, et muni d'une vanne 10 pour la purge de l'air, un manomètre il et une arrivée de fluide 12. - deux perçages 13 et 14 dans le nienie plateau, p'r l'entrée et la sortie du fluide circulant dans 1.- roche, - des joints 15 réalisant l'étanchéité entre le c: p 1 de l'enceinte et les plateaux 4 et 5. - une enveloppe de caoutchouc 16 entourant sur osire faces l'échantillon de roche 17, les deux autres faces étant recouvertes de plaques de bronze frité 18 et de plaques d'acier 19 munies de perçages 20 pour l'entrée et la sortie du fluide circulant dans la roche. - une deuxième enveloppe de caoutchouc 22 recouvrant les tranches des plaques 19 et les quatre autres placues 2: sur lesquelles les pistons 6 et vis vérins 7 exercent les contraites qui sont appliquées à la roche. La cellule triaxiale, selon l'invention, fonctionne de la manière suivante : l'échantillon de roche 17 est plaçé dans une enveloppe de caoutchouc 16 et sur les deux faces libres sont placées les plaques de bronze 18 et les plaques d'acier 19. Par dessus l'enveloppe 16, sont placées l'enveloppe 22 et les plaques d'acier 21. Des gorges sur la tranche des Six plaques permettent, à l'aide de ligatures, d'isoler la roche de l'extérieur. Aprés ajustage des vis vérins 7, l'échantillon, équipé des plaques d'acier 19 et 21 et des enveloppes 16 et 22, est placé dans la cellule, les perçages 20 étant reliés aux perçage 13 et 14 dans le couvercle. La cellule est remplie de fluide de confinement, et le couvercle est mis en place en laissant la vanne 10 ouverte pnur laisser s'échapper l'air et l'excédent de liquide.La roche est mise en contrainte en ajustant la pression dans les trois vérins, le fluide dans l'enceinte etant à une pression supérieure à celle du fluide circulant dans la rr,cle. L'enveloppe 17 est plaquée sur la roche par la différence de pression entre les deux fluides et évite tou court-circuit par les parois. Lorsque la pression des vérins devient importante, le caoutchouc de la membrane 17 a tendance å s'extru- der mais la double enveloppe 22, grace à la différence de pression entre les deux fluides, permet de maintenir ]'étanchéité. Bien entendu, l'inventior ne se limite pas aux sel modes de réalisation décrits. Drs variantes peuvent y être apportées sans sortir du cadre de la présente inventior. On peut, par exerple, éliminer un vérin et sa vis vérin opposée et pressuriser l'enceinte à une valeur égale à une des contraintes à appliquer à la roche. REVENDICATIONS 1. cellule triaxiale, placée dans une enceinte, et.qui permet d'appliquer trois contraintes différentes sur un cube de roche (17) par trois verins (6), tout en permettant une circulation de fluide dans les pores de la dite roche, le dit fluide étant introduit par une face du cube et étant drainé par la face opposée, une enveloppe en caoutchouc (16) isolant les autres faces, l'étanchéité étant préservée, lorsque les plaques (19 et 21) extrudent le caoutchouc de la dite enveloppe, par une deuxième enveloppe (22) attachée aux plaques (19 et 21) des vérins et appliquée sur la première enveloppe (16) par la différence de pression entre le fluide dans la roche et le fluide dans l'enceinte. 2. cellule selon la revendication lcaractérisée en ce que les corps des verins (2 et 3) font partie du corps (1) de l'enceinte et contribuent à sa resistance àla pression.