Acoustique des milieux granulaires : proprietes du contact entre grains - effets de desordre

par Bruno Gilles

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Christophe Coste.

Soutenue en 2001

à École normale supérieure (Lyon) .

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  • Résumé

    Ce travail propose une etude experimentale de quelques aspects de l'acoustique des milieux granulaires, visant a preciser les modeles existants. En particulier, la validite de la loi du contact de hertz entre billes regulieres et les effets du desordre du reseau des contacts y sont discutes. Dans un premier temps, nous presentons quelques elements de modelisation et differentes approches des aspects mecaniques de la description acoustique de ces milieux, d'une part, et de ceux relatifs a la specificite du desordre qui les caracterise, d'autre part. Dans le second chapitre, nous etudions la pertinence de la loi de hertz dans la description des experiences de duffy et mindlin concernant des empilements 3d cfc de billes d'acier, et presentant des comportements apparemment non hertziens. Nos mesures de forme et de vitesse d'ondes lineaires et non lineaires dans une chaine de billes y sont precisement comparees a celles de duffy et mindlin. L'aspect unidimensionnel de notre systeme nous permet de nous affranchir du desordre du reseau des contacts inherent a tout empilement granulaire 2d ou 3d. Les resultats obtenus permettent d'invalider les modeles remettant en cause la loi de hertz pour expliquer les comportements non hertziens observes par duffy et mindlin, au profit d'approches plus globales impliquant le desordre de contact. Les deux derniers chapitres sont consacres a une etude de la propagation acoustique dans un reseau triangulaire 2d de billes d'acier. Ce systeme correspond a l'empilement granulaire le plus simple permettant d'introduire le desordre de contact. L'observation dans ce systeme de comportements non hertziens confirme la validite des approches invoquant la ramification du reseau des contacts au fil d'une compression. Une observation plus directe de l'evolution du reseau des contacts dans ces regimes non hertziens est obtenue grace a la sensibilite de la partie incoherente des ondes aux details de chaque configuration desordonnee du systeme.

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Informations

  • Détails : 134 p.
  • Annexes : 87 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque Diderot Sciences (Lyon).
  • PEB soumis à condition
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