Abstract FR:

Les empilements de grains, consolides ou non, constituent une part importante de notre environnement. Leur structure est extremement complexe et depend d'un grand nombre de parametres. C'est pourquoi on modelise souvent ces milieux par des empilements de spheres. Ces modeles presentent cependant des limites, liees en particulier aux contacts ponctuels, donc instables, specifiques des spheres. Nous avons tout d'abord etudie l'influence de la forme des grains sur la structure geometrique d'un empilement, aussi bien a deux dimensions (polygones-disques) qu'a trois dimensions (polyedres-spheres). Au niveau de la structure et des proprietes mecaniques, la difference tient essentiellement, dans les empilements de polyedres (ou de polygones), a la presence de contacts face-face tres stables. Ces contacts sont en particulier a l'origine d'effets de voute qui peuvent etre importants. Nous avons ensuite etudie et analyse le comportement mecanique et electrique d'empilements modeles. Notre travail a montre que, sous compression uniaxiale, le comportement d'un milieu granulaire est complexe, la deformation faisant intervenir des mecanismes a une echelle differente de celle du grain, ce qui est bien mis en evidence par des analyses photoelastiques. Les caracteristiques pression-deformation et resistance electrique-pression sont bien representees par des lois en puissance dont l'exposant depend de la structure du milieu, et tout particulierement des heterogeneites presentees. Un modele theorique confirme ce comportement et permet de mieux analyser la dependance des exposants vis-a-vis de la structure