Diffusion et melange dans un milieu granulaire modele a deux dimensions

par CHRISTIAN HENRIQUE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Daniel Bideau.

Soutenue en 1999

à Rennes 1 .

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  • Résumé

    Ce travail a consiste en une etude de l'influence des collisions sur certains comportements dynamiques des milieux granulaires. Dans le premier chapitre, nous etudions le mouvement d'une bille sur une surface rugueuse faiblement inclinee. Les collisions inelastiques entre la bille et la surface induisent une dissipation d'energie. En fonction de l'energie cinetique de la bille la force de frottement change de nature : d'une force de frottement solide a une force visqueuse. Nous etudions dans le second chapitre les proprietes de diffusion d'un gaz granulaire, numeriquement et theoriquement. Les collisions sont considerees elastiques puis inelastiques. Nous mettons en evidence que l'utilisation de conditions periodiques dans les simulations induit des correlations et modifie ainsi le caractere aleatoire des deplacements. Dans un systeme clos la mesure du coefficient du diffusion est possible. L'influence du rayon des particules et du mode d'agitation pour les systemes forces sur le coefficient de diffusion est quantifiee. Les resultats numeriques sont compares aux predictions theoriques. Dans le chapitre 3, nous modelisons experimentalement un gaz granulaire. Le coefficient de diffusion est mesure pour divers rayons de particules. Nous mettons en evidence l'existence d'interactions a longue portee entre les disques sur une table soufflante. Ces interactions modifient la dynamique et l'arrangement des disques. Dans le dernier chapitre la diffusion naturelle des grains agites est utilisee comme processus de melange. Deux cas sont etudies : mono-disperse (les grains sont divises en deux familles noirs et blancs) et bi-disperse. L'analyse des configurations obtenues permet de qualifier l'etat du melange et le nombre de collisions par unite de temps permet de definir un temps de melange. La variation de ce temps en fonction de divers parametres conclut cette etude.


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Informations

  • Détails : 155 p.
  • Annexes : 90 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Rennes I. Service commun de la documentation. Section sciences et philosophie.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TA RENNES 1999/69
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