Analyse des ecoulements de fluides homogenes complexes et plastiques diphasiques : application a l'essai de compression simple

par Nicolas Roussel

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de MICHEL LAQUERBE.

Soutenue en 2001

à Rennes, INSA .

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  • Résumé

    Ce travail s'inscrit dans la continuite des developpements theoriques et experimentaux menes par le laboratoire vis a vis de l'identification du comportement rheologique de pates minerales fermes. Apres une presentation de l'essai de compression simple et un rappel de la methode inverse d'identification de comportement associee, la necessite d'une bibliotheque de reponses etablies pour des lois de comportement elementaires est mise en evidence. Une contribution analytique a l'elaboration de cette bibliotheque est apportee dans le cas du fluide visqueux newtonien, du fluide plastique parfait et du fluide de bingham. Dans ce dernier cas, l'influence du champ d'hypotheses necessaires a l'obtention d'un champ de vitesses d'ecoulement cinematiquement admissible fait l'objet d'une etude comparative. Ceci permet de montrer que, dans l'optique d'une generation systematique des elements de la bibliotheque, une telle approche analytique du probleme d'ecoulement n'est pas satisfaisante. Un outil de calcul polyvalent base sur l'exploitation des equations de conservation, l'ecriture generale d'une loi de comportement et l'etude des conditions aux limites est alors construit. Cet outil genere des familles de champs de vitesses cinematiquement admissibles. Le champ le plus proche de l'ecoulement reel est identifie via un principe variationnel applique a la fonctionnelle associee a l'ecoulement. Le principe de l'outil de calcul polyvalent est valide dans le cas du fluide visqueux newtonien et du fluide de bingham. Enfin, les conditions de segregation d'un milieu diphasique en ecoulement sont analysees pour la typologie d'ecoulement induite par des essais de compression realises avec une vitesse de rapprochement des plateaux particulierement faible. Une evolution locale de la teneur en eau est observee. Une formulation eulerienne de ce phenomene diphasique est proposee afin d'analyser l'influence de la mise en ecoulement du milieu sur ses conditions internes de drainage.


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Informations

  • Détails : 250 p.
  • Annexes : 75 ref.

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