Thèse soutenue

De l'impermanence des formes dans les fluides granulaires : croissance et relaxation dans les mélanges

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Auteur / Autrice : Matthieu Barbier
Direction : Emmanuel Trizac
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique statistique
Date : Soutenance le 22/11/2012
Etablissement(s) : Paris 11
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique de la région parisienne (....-2013)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique théorique et modèles statistiques (Orsay, Essonne ; 1998-....)
Jury : Président / Présidente : Andrés Santos
Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Trizac, Andrés Santos, Angel Alastuey, Hamid Kellay, Umberto Marini Bettolo Marconi
Rapporteurs / Rapporteuses : Angel Alastuey, Julian Talbot

Mots clés

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Résumé

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Ce travail porte sur la dynamique de la matière granulaire dans l'état fluide, et sa réponse à une excitation localisée dans deux limites : une faible perturbation suite à laquelle le système relaxe rapidement vers un état homogène, ou une agitation intense donnant lieu à une onde de choc telle qu'un souffle d'explosion. Cette réponse est affectée par deux caractéristiques des fluides granulaires : les particules macroscopiques qui les composent sont d'une part inélastiques, de sorte que leur dynamique est dissipative et ne possède pas d'état d'équilibre, et d'autre part polydisperses, c'est-à-dire hétérogènes en taille et en masse. Nous isolons d'abord un effet dynamique de la polydispersité en montrant qu'il existe un mélange optimal qui minimise le temps de relaxation du fluide vers son état asymptotique. Nous nous intéressons ensuite au cas où une seule des espèces est perturbée par l'application d'un champ extérieur, et étudions l'état stationnaire hors d'équilibre ainsi établi, dans la limite du traceur où les autres espèces constituent un bain stationnaire. Enfin, nous modélisons la croissance de formes autosimilaires dans ce bain suite à une intense libération ponctuelle d'énergie, que nous comparons au souffle d'une explosion dans un gaz moléculaire.