Modélisation mécanique des milieux particulaires complexes

Ce mémoire est une synthèse des travaux de recherche effectués au sein de l’équipe Physique et Mécanique des Milieux Divisés (PMMD) du Laboratoire de Mécanique et Génie Civil (LMGC) de l’Université de Montpellier. Les contributions présentées portent sur des développements théoriques et numériques novateurs pour la modélisation et l’étude de la mécanique des matériaux particulaires. Ces matériaux sont des assemblages désordonnés de particules solides qui jouent un rôle majeur dans de nombreux procédés industriels et interviennent dans de nombreux phénomènes naturels en lien avec l’environnement et le vivant. Les particules qui les constituent peuvent prendre des formes et des tailles variées et peuvent également évoluer sous l’effet d’actions mécaniques ou de transformations chimiques. Depuis le début de ma carrière en tant que Maître de Conférences, je me suis intéressé principalement à deux cas jusqu’ici peu explorés malgré leur fort intérêt applicatif : (i) les matériaux à particules molles en grandes déformations, et (ii) les matériaux granulaires en milieu humide. Pour modéliser les particules molles, différentes stratégies numériques ont été développées permettant de prendre en compte à la fois leur déformation et leurs interactions de contact frottant. La présence de l’humidité a été simulée en considérant des interactions cohésives et visqueuses entre les particules. Ces approches numériques ont été appliquées à l’étude des propriétés rhéologiques et microstructurales des matériaux granulaires humides ou à particules déformables