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Identifiant IdRef : 226727173
Notice de type Rameau

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Informations

Langue d'expression : Francais, Anglais
Date de naissance :  2003
Note publique d''information : 
La compréhension des propriétés structurales et mécaniques des assemblages granulaires reste un problème ouvert. La modélisation numérique de ces milieux par Dynamique Moléculaire permet de répondre à certaines interrogations. Tout d'abord, nous étudions les effets des paramètres de mélange sur le degré d'ordre et la distribution des contraintes dans ces arrangements de grains. Ensuite, nous nous intéressons aux propriétés acoustiques de ces milieux, très non linéaires comparés aux solides élastiques continus; nos simulations servent à clarifier les déficiences de la Théorie de Milieu Effectif, qui rend partiellement compte de la dépendance en pression des modules élastiques, et elles montrent que la relaxation des grains après une déformation infinitésimale est une composante essentielle du module de cisaillement. Il y a donc un besoin pour une formulation alternative et l'approche traditionnelle élasto-plastique a été remise en cause par des nouveaux modèles. Si l'expérience numérique menée de mesure de la fonction réponse (champ de contrainte généré par une force ponctuelle) montre une remise à l'échelle élastique, elle rend également compte de phénomènes importants de relaxation. Les mécanismes de déformation des matériaux granulaires ont aussi été étudiés en simulant des essais bi axiaux; ils reproduisent qualitativement les données mécaniques classiques (pic de contrainte, transition compaction/dilatance) et aussi la localisation de la déformation; à faible pression, les rotations de grains accommode la déformation tandis qu'à forte pression, la mobilisation du frottement est plus marquée. Enfin, nous proposons un modèle probabilistique d'endommagement de roches granulaires qui prédit une dépendance de l'endommagement avec à la fois l'hétérogénéité de cimentation et la taille d'échantillon. Ces prédictions sont confirmées par des simulations qui permettent également de mettre en évidence deux régimes d'endommagement successifs, diffus puis concentré en amas.

Note publique d''information : 
The understanding of structural and mechanical properties of granular assemblies remains an open issue. The numerical modelling of granular media, using the Molecular Dynamic approach, brings some answers to critical problems. At first, we are studying the effects of mixture parameters on the degree of order and on the stress distribution in theses arrangements of grains. Next, we are interested in the acoustic properties of these media, which are very nonlinear in comparison to continuous elastic solids; ours simulations serve to clarify the deficiencies of Effective Medium Theory, which only partially account for the dependency of elastic moduli with pressure. We show that relaxation of grains, following an infinitesimal deformation is an essential component of the shear modulus. There is clearly a need for an alternative formulation and the traditional elasto-plastic approach is faced with new theories. If, the numerical simulation led in this study, which measure the response function of granular media (stress field generated by a point force), shows an elastic scaling, it also accounts for important relaxation process. The deformation mechanisms of granular materials were also study by simulating bixial compression tests, which reproduce qualitatively well the classical mechanicals data (stress peak, compaction/dilatancy transition), and also localization of the deformation; while at low pressure, grains rotations accommodate the deformation, at high pressure, the mobilization of friction is more pronounced. Finally, we propose a probabilistic model of damage of granular rocks, which predicts a dependency of damage both with the cementation heterogeneity and with the sample size. These predictions are confirmed by simulations, which also highlight two successive damage behaviours, diffuse at first and then concentrated in clusters.

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