Decompaction, fragmentation et segregation granulaires

par TOURIA MAZOZI

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de JACQUES DURAN.

Soutenue en 1997

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Ce travail de these est une etude experimentale de certains aspects de la dynamique de materiaux granulaires modeles bidimensionnels. Il comporte trois parties. La premiere est l'etude de la decompaction granulaire sous vibration verticale. Nous mettons en evidence un mode de decompaction lie a des mouvements microscopiques de courtes durees (une fraction de la periode d'excitation). Ces micro-mouvements se produisent sous forme de fractures. En moyenne dans le temps, ils induisent des rouleaux de convection, des mises en tas et une dilatation de l'empilement qui decroit avec la profondeur dans le tas. Nous avons examine le role de la geometrie de l'empilement, du rapport hauteur/largeur de l'empilement et du frottement sur les parois laterales de la cellule. Par une modelisation theorique, testee experimentalement, nous definissons un parametre de decompaction sans dimension. La deuxieme etude concerne des ecoulements en chute verticale guidee. Nous mettons en evidence un mode de fragmentation du tas a partir du bas, genere par des fractures qui se propagent vers le haut. Nous montrons que l'apparition des fractures est liee a des fluctuations de force de contact provenant des irregularites de surface des parois laterales. En rapprochant nos resultats a des simulations numeriques, il apparait que cette fragmentation resulte de la formation et de la destruction successive de voutes prenant appui sur les parois laterales de la cellule. Cette etude montre aussi l'importance des couplages par rotation dans l'apparition de ces voutes. La troisieme etude concerne le phenomene de segregation sous vibration, selon la taille des particules. Deux regimes de segregation sont identifies : un regime genere par des mouvements de convection (pour de grandes accelerations) et un regime genere par des effets de voutes et des mouvements de fracturation de courtes durees (pour des accelerations proche de l'acceleration de la gravite). Dans ce dernier regime, la dynamique de segregation, entre un palet temoin et une assemblee de billes identiques, depend du rapport des tailles. Nous montrons l'existence d'une transition entre un regime de montee intermittente et un regime de montee continue. Cette transition est bien decrite par un modele geometrique simple.


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Informations

  • Détails : 138 P.
  • Annexes : 92 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1997
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