De l'impermanence des formes dans les fluides granulaires : croissance et relaxation dans les mélanges
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
Mots clés contrôlés
Résumé
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.