Etude expérimentale de la ségrégation de phases sous pesanteur et sous vibrations mécaniques dans un empilement granulaire saturé

par Cyril Lesaffre

Thèse de doctorat en Sciences physiques

Sous la direction de Henri Van Damme.

Soutenue en 2001

à Orléans .


  • Résumé

    Cette étude a pour objet l'identification et la modélisation des phénomènes de ségrégation entre constituants au sein d'un matériau diphasique soumis à l'accélération de la pesanteur ainsi qu'à des vibrations mécaniques verticales. Ce matériau est élaboré par malaxage d'un solide divisé et d'un fluide visqueux. Une analyse qualitative des efforts prépondérants subis par les particules solides permet d'abord de montrer que le matériau étudié doit être considéré comme un empilement granulaire saturé, lubrifié et non colloi͏̈dal. Un phénomène de consolidation sous poids propre est alors envisagé pour expliquer une éventuelle ségrégation sous pesanteur. Il est cependant démontré, grâce à un modèle mécanique continu diphasique et à des expériences, que le matériau est surconsolidé et toute possibilité de ségrégation sous pesanteur est finalement écartée. Sous vibrations, seule la vibro-compaction du solide granulaire semble pouvoir être à l'origine d'une ségrégation entre constituants. Compte tenu du nombre restreint d'études existant sur ce sujet, une étude paramétrique expérimentale de la vibro-compaction d'empilements granulaires saturés modèles est entreprise. Elle conduit à proposer un modèle heuristique unidimensionnel du processus de vibro-compaction d'un empilement granulaire saturé. Ce modèle prédit l'insensibilité du matériau étudié aux vibrations mécaniques envisagées, ce qui est confirmé par l'expérience.

  • Titre traduit

    Experimental study of phase segregation in a saturated granular packing submitted to gravity and mechanical vibrations


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Informations

  • Détails : 231 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 183-191

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
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  • Bibliothèque : Université d'Orléans. Service commun de la documentation.Section Sciences.
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  • Cote : TS 19-2001-40
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