Simulation numérique du comportement des matériaux granulaires

The theory of continuous media is not sufficient to explain the behaviour of granular materials, so it is necessary to consider the discrete nature of such media. A method that answers such questions is the distinc element method. The numerical simulation of the behaviour of Schneebeli analogical material (2D) and of granular materials (3D) is done by the distinct element method and by using the trubal program in order to reproduce numerically, certain experimental tests of the characterization of granular materials. The biaxial compression test and the simple shear test are done with rolls of PVC and glass and the trixial test is simulated with glass balls. The experimental results validate the method used and enable us to obtain the characteristic parameters of materials by different kinds of loading. The exploitation of numerical results highlights the fundamental role of the intergrain friction and the material density in order to characterize the granular media, enabling the analysis of the phenomenon of dilatance, localization and shear band. Finally, we applied this study to the behaviour of granular materials under push and trust effects, and in the case of ensiled materialsLa théorie des milieux continus n'étant pas suffisante pour expliquer le comportement des matériaux granulaires, il est nécessaire de tenir compte de la nature discrète de ces milieux. Une méthode qui répond à ce souci est la méthode des éléments distincts. La simulation numérique du comportement des matériaux analogiques de Schneebeli (2d) et des matériaux granulaires (3d) est effectuée par la méthode des éléments distincts en utilisant le programme trubal afin de reproduire numériquement certains essais expérimentaux de caractérisation des matériaux granulaires. Les essais de compression biaxiale et de cisaillement simple sont effectués avec des rouleaux de P.V.C. et de verre et l'essai triaxial est simulé avec des billes de verre. Les résultats expérimentaux valident la méthode exploitée et permettent ainsi d'obtenir par le calcul les paramètres caractéristiques des matériaux: l'angle de frottement interne et la variation de volume pour différents chemins de chargement. L'exploitation des résultats numériques met en évidence le role fondamental du frottement intergranulaire et de la densité du matériau, pour caractériser le milieu granulaire, tout en permettant l'analyse des phénomènes de dilatance, de localisation et de bande de cisaillement. Enfin nous avons appliqué cette étude au comportement des matériaux granulaires soumis aux effets de poussée et butée, et dans le cas du stockage des matériaux ensilé