Abstract FR:

Ces derniers années ont vu le développement de nombreux travaux de recherche portant sur la modélisation du comportement des matériaux granulaires à partir d'approches de type micromécanique. Ces approches doivent permettre de relier deux échelles à priori bien distinctes : celle du grain et des contacts, et celle du milieu granulaire dans son ensemble. Elles cherchent ainsi à décrire, contrairement aux modèles phénoménologiques, le comportement des matériaux granulaires à partir de considérations simples sur la physique du contact interparticulaire. L'objectif principal de cette étude est l'amélioration de ces modélisations en réalisant une analyse de certains phénomènes locaux, généralement négligés dans les modélisations actuelles. Pour mener à bien ces travaux, deux types d'approches ont été utilisés : - une approche théorique, par homogénéisation statistique fondée principalement sur la variable orientation du contact ; - une approche numérique, par utilisation d'un code de calcul basé sur la méthode des éléments discrets (PFC2D). Ces deux approches, totalement complémentaires, ont été la clé de voûte de ce travail de recherche, par une comparaison continuelle de celles-ci. Ce travail vise à analyser et améliorer trois axes de l'approche micromécanique : - la cinématique des matériaux granulaires, avec pour objectif l'étude des liens entre les cinématiques locales (roulement, glissement et déplacement des particules qui ne sont pas en contact) et le tenseur de déformation ; - l'influence des couples de contact sur le comportement microscopique et macroscopique, ainsi que l'intérêt de leur prise en compte dans les modélisations micromécaniques ; - l'étude de la rupture des milieux granulaires cimentés, avec pour objectif la détermination des propriétés macroscopiques de rupture, à partir des paramètres du comportement microscopique.