Étude de la réponse au cisaillement d'un milieu granulaire humide non-saturé

par Oliver Pozo

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Luc Petit.


  • Résumé

    Ce travail de thèse concerne l'étude des effets de l'humidité sur la réponse au cisaillement d'un milieu granulaire. La contrainte de cisaillement évolue d'un comportement ”bruité” en passant par un comportement de ”stick-slip” pour revenir au comportement ”bruité” lorsque le taux d'humidité augmente. Une étude des maxima et de l'amplitude des fluctuations de la contrainte de cisaillement a été faite à fin d'analyser les états statiques et dynamiques pendant le cisaillement. L'augmentation de la valeur moyenne des maxima de contrainte de cisaillement avec le taux d'humidité est rapprochée du modèle proposé par Halsey et Levine dans le cas statique. Dans le cas dynamique, l'étude de l'amplitude des fluctuations de la contrainte de cisaillement fait apparaître trois états correspondant à des quantités croissantes d'eau dans le système : un état granulaire, un état corrélé et un état viscoplastique pour reprendre une terminologie introduite par Tegzes. Un modèle de cohésion a été étudié numériquement par la méthode de la dynamique moléculaire sur un système à deux dimensions ; ce modèle permet de comprendre la dynamique de la bande de cisaillement. Nous avons aussi démontré expérimentalement que l'humidité ne conduit pas seulement à un effet spatial mais aussi à des effets temporels (vieillissement).


  • Résumé

    This work is an experimental study of the effects of moisture on the response of a granular medium to shear. The shear stress changes from a ”noisy” behavior to a ”stick-slip” behavior, to the ”noisy” behavior again when the water content increases in the granular medium. A study of the maxima and of the amplitude of fluctuations of the shear stress was made, in order to analyze the static and dynamic states during shearing. The increase of the average value of the maxima in shear stress as a function of the water content agrees with the model of Halsey and Levine in the static case. In the dynamic case, the study of the amplitude of the fluctuations of the shear stress reveals three states corresponding to increasing levels of humidity in the surrounding atmosphere : a granular state, a correlated state and a viscoplastic state (terminology introduced by Tegzes). A model of cohesion was studied numerically with the molecular dynamics method on a two-dimensional system; this model allows us to get insights into the dynamics of the shearing band. We also showed experimentally that moisture has not only spacial effects but also temporal effects (ageing) on the sheared granular medium.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (187 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 187- [192]. Résumés en français et en anglais

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Nice Sophia Antipolis. Service commun de la documentation. Bibliothèque Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 06NICE4026
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