Etude mécanique et micromécanique des matériaux granulaires : étude expérimentale et simulation numérique

La description du comportement mécanique des matériaux granulaires basée sur la nature de ces matériaux constitués de grains individuels ou de particules discrètes est une démarche justifiée. Une double caractérisation mécanique et micromécanique des matériaux granulaires s'impose dans le cadre de l'étude de leur comportement. La première consiste à identifier les paramètres macroscopique statiques et cinématiques, beaucoup de lois de comportement et de critères ont été proposés dans ce domaine. La seconde caractérise les paramètres et les variables locaux. Le passage du milieu global au milieu local et l'inverse est une difficulté majeure pour ce genre de modélisation. La méthode des éléments distincts proposée et développée par cundall utilise le même principe avec certaines hypothèses. Cette technique peut être aussi bien appliquée à des disque qu'à des sphères. Deux programmes sont tirés de cette méthode: ball et trubal. Ce dernier présente certains avantages tel que l'élimination des frontières (parois) et permet de simuler le comportement des particules sphériques dans un plan. Des simulations numériques ont été effectuées sur plusieurs échantillons de billes de verre à l'aide du modèle numérique. La comparaison entre ces simulations et des essais réalisés au laboratoire tel que l'essai triaxial et l'essai de cisaillement direct donne une bonne concordance des résultatsThe description of the mechanical behaviour of granular materials on the nature of these materials based on the nature of these materials, made up of individual grains or discrete particles is a necessary step. A double mechanical and micromechanical characterisation of granular materials is needed for the study of their behaviour. The first consists in identifying the static and cinematic macroscopic parameters : many laws of behaviour and criteria have been proposed in this field. The second characterises the local parameters and variables (contact force, relative displacement). The passage from a global scale to a local one and inversely is a great difficulty for this type of modelisation. Cundall's disctinct element method uses the same principle with some hypotheses. This technique can be applied to disks or spheres. Two programmes are obtained from this method the BALL and TRUBAL. The latter has some advantages such as the supression of boundaries (wall) and enables the simulation of the behaviour of spherical particles in a plan. The numerical simulations were done on several samples of glass beads using a numerical model. The comparaison between these simulations and tests made in the laboratory such as the triaxial test and the direct shearing test gives identical result