Issue
J. Phys. III France
Volume 3, Number 11, November 1993
Page(s) 2071 - 2086
DOI https://doi.org/10.1051/jp3:1993261
DOI: 10.1051/jp3:1993261
J. Phys. III France 3 (1993) 2071-2086

Dispersion acoustique dans des roches poreuses

C. Gazanhes and J.-P. Hérault

Équipe Ultrasons, Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique du C.N.R.S., 31 chemin Joseph Aiguier, 13402 Marseille Cedex 09, France

(Reçu le 13 mai 1993, révisé le 6 juillet 1993, accepté le 2 septembre 1993)

Abstract
The dispersion of ultrasonic waves by porous rock is studied by investigating the propagation across solid plates of limestone, in the frequency range 30 kHz-1 MHz. In this frequency range, we have observed only a single compressional wave and a shear wave. The slow wave, predicted by the Biot theory, was not detected. Wave speeds increase with increasing frequency from a low frequency limit C0 of the phase velocity to a phase velocity $C_{\infty}$ at the nondispersive high frequency limit. The Biot theory used to predict compressional and shear wave velocities, contains numerous parameters. We discuss empirical and theoretical ways to predict values of these parameters for limestone. The comparison and discussion of the experimental data with the prediction from the Biot theory are presented.

Résumé
La dispersion de vitesse d'une onde ultrasonore traversant des plaques de roche calcaire est étudiée dans la gamme de fréquences 30 kHz-1 MHz. A ces fréquences, on a observé une onde longitudinale et une onde transversale. La deuxième onde longitudinale prévue par la théorie de Biot (l'onde lente) n'a pas été observée. La vitesse des ondes augmente avec la fréquence à partir d'une vitesse limite C0 en basse fréquence jusqu'à une vitesse $C_{\infty}$ dans la zone non dispersive haute fréquence. La théorie de Biot, utilisée pour calculer les vitesses des ondes longitudinale et transversale, met en jeu de nombreux paramètres. A ce sujet, nous proposons différentes méthodes empirique et théorique permettant d'ajuster ces paramètres dans le cas de roches calcaires. Finalement, une comparaison et une discussion sont établies entre les résultats expérimentaux et ceux prévus par la théorie de Biot.



© Les Editions de Physique 1993