L'objectif principal de la thèse a été d'identifié expérimentalement les comportements mécaniques et rhéologiques de milieux granulaires dans un environnement à complexité croissante. En particulier, je me suis intéressé aux phénomènes de fluage sous contrainte en essayant de mieux comprendre l'impact des vibrations et la présence d'une faible quantité d'eau piégée entre les pores. J'ai monté un système cissométrique permettant de réaliser des tests mécaniques de fluage. Une originalité de mon montage a été de mettre au point un système de lit fluidisé qui, en alliant flux d'air et vibration, m'a permis de fabriquer des empilements à compacité initiale contrôlée. J'ai étudié les propriétés fondamentales de fluage sous contrainte d'un empilement granulaire de billes de verre de taille d = 200μm sous le seuil de Coulomb. Cette étude a mis en évidence que les seuils de Coulomb varient fortement avec la compacité, mais en plus, on a mis en évidence une contrainte appelée " contrainte de première rupture " qui traduit des réorganisation internes dans l'empilement et qui est d'environ 1/3 de la contrainte seuil maximale. En outre, grâce à la précision de la mesure de déformation, on a obtenu les réponses élastiques à de petits cycles en contrainte et on a établi que le module cisaillement élastique G augmente linéairement en fonction de la compacité, en accord avec le modèle d'élasticité non-linéaire de Hertz (modèle de champ moyen). Nous avons réalisé aussi une étude paramétrique complète du fluage en variant systématiquement la compacité et la contrainte de cisaillement. Notre étude sur les seuils de contrainte, l'élasticité effective et la dynamique de fluage, a été prolongée pour des empilements sous vibration générés par des transducteurs piézo-électriques enfouis sous la surface. Ce montage permet en outre par injection dans le granulaire d'un gaz saturé en vapeur d'eau, d'imposer sous un faible gradient thermique une condensation et d'obtenir une quantité contrôlée d'eau piégée dans l'empilement. Cette méthode permettra par la suite d'aborder le cas de granulaires cohésifs.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00669822 |
| Date | 03 November 2011 |
| Creators | Nguyen, Van Bau |
| Publisher | Université d'Orléans |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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