Cette etude de fracturatlon thermique des roches, bien que generale, est replacee dans le cadre de la geothermle profonde. Lors de l'exploitation dun site geothermique, la circulation dans le massif fissure dun fluide plus froid que la roche a pour effet de favoriser la propagation des fissures preexistantes, propagation que l'on se propose d'etudier ici. Le champ de contraintes, à l'extremite d'une fissure jouant le rôle d'echanqeur de chaleur, est calcule à l'aide de la mecantque de la rupture, en evaluant à tout instant le facteur dlntensite de contraintes K1. Ce calcul numerique utilise la Methode des Elements Finis et est applique à une fissure idealisee, situee dans une roche granitique. La presentation des resultats so us forme de graphe adimensionnel permet, connaissant K1 critique determine en laboratoire, d'evaluer les valeurs des paramètres conduisant à la propagation de la fracture sur le site.
La fracture etudiee a la forme ldealisee d'un Ellipsoide aplati de revolution de rayon a (pris egal à 10m) et se trouve dans un mllieu infini materialise par une sphère de rayon R (pris egal à 100m); son plan est perpendiculaire à la contrainte principele mineure σ3.
La fracture est baignee par de l'eau à une pression Pf et à une temperature Tf egale à la temperature initiale de la roche Tr. En consequence, à l'lnstant initial, les contraintes tnermiques sont nulles en tout point.
L'etude theorique de la stabilite du fond de fissure relève de la mecanique de le rupture. Dans cette discipline on considère trois modes d'ouverture possibles de le fissure. Dans le cas etudie, les modes II et III, correspondant respectivement à un cisaillement perpendiculaire et perellèle au fond de fissure, sont negligeables. Nous ne considèrerons que le mode I lie à l'ecartement. Dans ce cas, le champ de contraintes en bout fissure est caracterise par un facteur KI appele facteur d'intensite de contraintes. Le maillage utilise est constitue de 587 triangles isoperemetriques à 6 noeuds et de 1240 noeuds. Les plus petites mailles, en pointe de fissure, ont 1mm de côte et cinq contours circulaires sont prealablement construits pour calculer l'integrale J. - Etablissement de la carte des temperatures (code DELFINE) Les champs thermiques stationnaires au transitoires sont obtenus par resolution de l'equation de la chaleur. Le resultat est le carte des temperatures (en cheque noeud du maillage), correspondent à chaque temps de calcul. - Determination du champ des deplacements et des contraintes (code INCA) Les equations de 1a thermoelasticite lineaire sont resolues en utilisant la carte des temperatures issue du calcul precedent.
Cette analyse a ete faite de façon à servir de reference aux calculs en regime transitoire. En realite la roche est initialement entre 100 et 200°C mets la linearite du problème thermoelastique permet ce decalage qui rend plus commode l'analyse.
