Essais mécaniques HPHT

Systèmes d’essai triaxial haute pression haute température

Nos systèmes triaxiaux reproduisent les contraintes mécaniques et les conditions de pression et température du sous-sol. Ils permettent aux chercheurs en géomécanique et en science des matériaux de caractériser avec précision le comportement des roches et des solides, de la simulation de réservoir profond aux conditions du manteau terrestre.

Parler de votre projet

01 — Gamme

Trois configurations pour simuler les conditions du sous-sol

Chaque système de la gamme répond à un champ d'application distinct, de la caractérisation standard en génie civil à la recherche fondamentale en conditions extrêmes. Le choix dépend de la profondeur simulée (pression de confinement), des contraintes à appliquer et de la nature des essais (statiques ou dynamiques).

Cellule triaxiale 40 MPa

Destinée aux essais standards en géotechnique et en génie civil, cette configuration permet la caractérisation de base des roches en conditions de faible profondeur. Elle est conçue pour déterminer les propriétés mécaniques fondamentales comme la résistance à la rupture ou la perméabilité, dans des conditions de pression et température modérées. C'est l'outil de référence pour les études qui ne requièrent pas de simulations de réservoirs profonds ni d'essais dynamiques complexes.

Pression axiale et radiale jusqu'à 40 MPa, température ambiante à 50 °C, échantillon Ø 1,5 po x 3 po.

Cellule triaxiale HPHT 100 MPa / 680 MPa

Conçue pour la recherche sur les réservoirs, cette cellule permet d'étudier la fatigue, la rupture et les interactions fluide-roche. Sa capacité à appliquer des contraintes cycliques axiales et radiales jusqu'à 2 Hz la rend particulièrement adaptée à la simulation de cycles sismiques ou d'opérations d'injection et de production. Elle offre un champ d'investigation étendu pour les études de géomécanique en conditions HPHT, avec une instrumentation complète pour les mesures de perméabilité, porosité et propriétés acoustiques.

Confinement radial 100 MPa, contrainte axiale jusqu'à 680 MPa, température ambiante à 200 °C, échantillon Ø 1 po, 1,5 po, 40 mm.

Cellule triaxiale très haute pression 150 MPa / 1000 MPa

Ce système étend les capacités de la cellule 100 MPa aux conditions des réservoirs profonds. Il offre la même aptitude aux tests dynamiques jusqu'à 2 Hz, mais sous une pression de confinement supérieure, atteignant 150 MPa. Il est l'outil privilégié pour la caractérisation mécanique fine des roches de gisements pétroliers ou de sites de stockage géologique profonds, où les contraintes sont particulièrement élevées. Il intègre les mêmes options de mesure que la configuration 100 MPa.

Confinement radial 150 MPa, contrainte axiale jusqu'à 1000 MPa, température ambiante à 200 °C, échantillon Ø 1 po, 1,5 po, 40 mm.

02 — Mesures

Mesures physiques et mécaniques disponibles

Les systèmes triaxiaux peuvent être équipés pour réaliser un ensemble de mesures en continu durant les essais de déformation.

Perméabilité (gaz, avec ou sans oscillation de pression)

La mesure de la perméabilité quantifie l'écoulement des fluides à travers la roche sous contrainte. C'est une donnée essentielle pour les études de réservoirs, le stockage de CO2 ou l'évaluation de la sécurité des formations géologiques.

Volume de pore, porosité

La détermination du volume de pore et de son évolution avec la contrainte permet de caractériser la capacité de stockage de la roche. Cette mesure est cruciale pour évaluer le potentiel d'un réservoir ou d'un site de stockage géologique.

Résistivité électrique

La mesure de la résistivité électrique permet de caractériser la saturation en fluides et de suivre l'avancement de fronts de saturation ou de réactions chimiques au sein de l'échantillon, offrant une vision dynamique des processus internes.

Vitesse des ondes acoustiques P et S

Cette mesure permet de déterminer les modules élastiques dynamiques du matériau. Elle est utilisée pour corréler les données de laboratoire avec les diagraphies sismiques et pour détecter l'apparition et la propagation de l'endommagement dans la roche.

Déformation axiale et radiale

La mesure précise de la déformation de l'échantillon est fondamentale pour déterminer ses propriétés mécaniques, telles que le module de Young, le coefficient de Poisson et le critère de rupture, qui définissent son comportement sous charge.

03 — Notre démarche

De la spécification à l'exploitation autonome

Chaque système est livré clé en main, suivant un processus qui garantit sa conformité aux besoins de l'essai et une prise en main rapide par les équipes de recherche.

Configurer l'équipement d'essai

Notre bureau d'études intégré (mécanique, instrumentation, automatisme) analyse les contraintes de votre protocole expérimental. Il adapte la configuration standard pour intégrer les capteurs spécifiques et le mode de pilotage requis, garantissant que le système répondra précisément à vos objectifs de mesure.
Valider les performances en usine

La fabrication est systématiquement suivie de tests d'acceptation en usine (FAT). Cette étape clé valide la conformité de l'équipement au cahier des charges, des performances mécaniques à l'acquisition des données, avant toute expédition sur votre site.
Mettre en service et former les opérateurs

Nos ingénieurs assurent l'installation de l'équipement dans votre laboratoire. La mise en service s'accompagne d'une formation complète des utilisateurs pour garantir une exploitation sûre, efficace et autonome du système dès les premiers jours.

Nos systèmes triaxiaux sont au cœur des études en géosciences. Ils permettent la simulation d'environnements extrêmes et sont souvent couplés à des analyses de dynamique des fluides.

Ils nous font confiance

04 — FAQ

Questions fréquentes

Peut-on mesurer les vitesses d'ondes P et S pendant un essai de déformation ?

Oui, la mesure des vitesses des ondes acoustiques P et S est intégrable sur toutes les configurations de la gamme. Des capteurs piézoélectriques sont intégrés dans les pistons de compression axiale pour permettre la mesure en continu des temps de trajet des ondes, et ainsi le calcul des vitesses, tout au long de l'essai de déformation. Cette fonctionnalité est disponible en option sur la presse 6 GPa.

Quelle est la fréquence maximale pour les essais de chargement cyclique ?

Les cellules HPHT de 100 MPa et 150 MPa sont spécifiquement conçues pour réaliser des essais dynamiques. Elles peuvent appliquer des oscillations de contraintes radiales et axiales jusqu'à une fréquence de 2 Hz. Cette capacité permet de simuler des phénomènes cycliques comme les variations de pression dans un réservoir lors de l'injection/production ou les contraintes induites par des événements sismiques.

Comment la déformation de l'échantillon est-elle mesurée ?

La déformation axiale est mesurée sur toutes les configurations, typiquement via le déplacement du piston. Pour une plus grande précision, des capteurs inductifs sans contact peuvent être installés directement sur l'échantillon, tandis qu'un LVDT est utilisé sur la presse 6 GPa. La déformation radiale, quant à elle, est mesurable sur les cellules 40, 100 et 150 MPa, à l'aide de chaînes de mesure ou de capteurs spécifiques.

Les systèmes sont-ils conformes aux normes de sécurité pour les équipements sous pression ?

Oui, la sécurité est un critère de conception fondamental. Tous nos systèmes triaxiaux sont conçus en conformité avec la Directive Équipements Sous Pression (DESP 2014/68/UE). Pour les équipements les plus critiques, les cellules HPHT (100 et 150 MPa), une certification explicite par un organisme notifié est réalisée, garantissant leur conformité aux exigences réglementaires européennes les plus strictes.

Caractériser un matériau en conditions triaxiales HPHT ?

Nos ingénieurs peuvent vous aider à définir la configuration la plus adaptée à votre protocole d'essai. Échangeons sur vos objectifs de mesure, vos contraintes d'échantillon et vos conditions de pression et température.