TRANSITIONS ET COEXISTENCE SOLIDE-LIQUIDE DANS LES MATERIAUX GRANULAIRES

• Main Author: Deboeuf, Stéphanie
• Language: FRE
• Published: Institut de physique du globe de paris - IPGP 2005
• Subjects: [PHYS:PHYS:PHYS_FLU-DYN] Physics/Physics/Fluid Dynamics; Matériaux granulaires; Arrêt; Réactivations dynamiques; Cycles quasi-statiques; Micro-mécanique; Texture; Ecoulements non confinés; Plan incliné; Loi d'écoulement; Rhéologie
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00202523; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/20/25/23/PDF/these_deboeuf.pdf

Pour comprendre les mécanismes de déstabilisation, d'arrêt et de coexistence des phases statiques (solide) et coulantes (liquide), nous réalisons expériences et simulations numériques d'empilements granulaires modèles. Trois sujets ont été abordés au cours de cette thèse.<br />L'étude expérimentale de la transition d arrêt d'un empilement après un écoulement de surface met en évidence l'existence de relaxations de durée bien supérieure au temps de relaxation d'un grain sous l'action de son poids. Celle-ci est constituée de phases de relaxation et de réactivations liées à des déplacements corrélés des grains, prises en compte dans un modèle statistique.<br />L'étude numérique d'un empilement incliné en deçà de l'angle d'avalanche met en évidence l'influence du domaine métastable –au-delà de l'angle de repos– sur ses propriétés hystérétiques au cours de cycles quasi-statiques. Le réseau des contacts faibles est très affecté par le passage dans le domaine métastable. Les corrélations entre micro-structure, contrainte et déformation sont discutées.<br />Enfin, l'expérience d'un écoulement non confiné sur plan incliné permet d'étudier la loi d'écoulement dans le cas de la coexistence solide-liquide. Les caractéristiques s´electionnées par l'écoulement (épaisseur, largeur, vitesse) évoluent lentement avec le temps. La prise en compte de l'existence d'une couche basale statique permet de retrouver la corrélation entre épaisseur coulante et vitesse, comme pour un écoulement confiné, et de prédire la morphologie des dépôts (présence ou non de levées).