La compréhension de la compaction inélastique dans les roches carbonatées est d'une importance capitale pour évaluer la performance des géosystèmes. La formation de bandes de déformation, observée en laboratoire et in situ, est souvent associée à une réduction intense de porosité due à un effondrement de l'espace poreux, un écrasement des grains, un réarrangement granulaire, des phénomènes chimiques tels que la dissolution par pression, etc. Les bandes de compaction pure, qui qui se forment perpendiculairement à la contrainte principale maximale, peuvent affecter négativement et de manière permanente les propriétés de transport et le rendement des opérations de géosystème telles que le stockage du CO2 ou la géothermie. Des processus de sédimentation complexes et des environnements de dépôt variables peuvent induire une grande hétérogénéité de la microstructure de la roche à des échelles variées, ce qui entraîne une grande diversité des processus micromécaniques impliqués à ces différentes échelles pour accommoder les processus de déformation.

Un calcaire modèle choisi pour sa porosité importante et hétérogène, le calcaire de Saint-Maximin, est étudié dans le cadre d'une campagne expérimentale d'essais triaxiaux réalisée à la méso-échelle (échantillon de taille standard de laboratoire) et à micro-échelle (échantillons de taille millimétrique). Les essais de compression triaxiale sont combinés avec la corrélation d'images volumiques (CIV) réalisée sur des images obtenues par tomographie à rayons X, afin d'identifier les micromécanismes impliqués dans le développement et la structuration des bandes de déformation. Pour les échantillons à l'échelle mésoscopique, ces images sont enregistrées avant et après plusieurs étapes de chargement triaxial axisymétrique réalisées à différents confinements. La CIV permettra de voir la transition entre un mode de déformation homogène et un mode de déformation localisé, de relier les structures aux conditions d'essai et de quantifier les micromécanismes à l'échelle de la microstructure. Pour les échantillons de taille millimétrique, un nouveau dispositif triaxial permettant des mesures in situ a été développé, permettant une meilleure quantification de la localisation des déformations à l'échelle micrométrique. À l'échelle méso, une longueur caractéristique contrôle la configuration des bandes de déformation. La structuration des bandes de déformation est explorée à partir d'expériences à petite échelle. Enfin, le passage de l'échelle micro à méso devrait donner des indices sur la façon dont les bandes de déformation sont structurées à l'échelle du géosystème.