Etude numérique et expérimentale de la déstabilisation des milieux granulaires immergés par fluidisation / Jeff Ngoma ; sous la direction de Stéphane Bonelli

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Milieux granulaires -- Simulation par ordinateur

Mécanique du contact

Ouvrages hydrauliques -- Érosion

Méthode des éléments discrets

Bonelli, Stéphane (Directeur de thèse / thesis advisor)

Nicolas, Maxime (1971-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Vincens, Eric (19..-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Richard, Patrick (19..-.... ; physicien) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Delenne, Jean-Yves (1974-....) (Membre du jury / opponent)

Richefeu, Vincent (1977-....) (Membre du jury / opponent)

Philippe, Pierre (Membre du jury / opponent)

Radjaï, Farhang (Membre du jury / opponent)

Aix-Marseille Université (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Ecole Doctorale Sciences pour l'Ingénieur : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique (Marseille) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Résumé / Abstract : Ce travail de thèse a pour objet l’étude numérique et expérimentale de la déstabilisation de milieux granulaires immergés par fluidisation. Cette instabilité hydromécanique est un mécanisme précurseur de l’érosion régressive, processus de dégradation au coeur de la problématique de l’érosion interne des ouvrages hydrauliques en terre. La compréhension de ces mécanismes d’érosion nécessite une description rigoureuse du couplage et de l’interaction entre le fluide et les particules de sol. A cette fin, un modèle 2D a été utilisé en couplant deux méthodes particulaires, la méthode des éléments discrets (DEM) pour modéliser le comportement mécanique de la phase solide et la méthode Lattice Boltzmann (LBM) pour la phase fluide. Des expériences servant de validation à cette simulation numérique 2D ont également été réalisées en s’appuyant sur une technique de visualisation interne d’un empilement granulaire combinant l’ajustement d’indice de réfraction des deux phases et la fluorescence induite par plan laser.

Résumé / Abstract : The subject of this thesis is the numerical analysis and experimental investigation of the destabilization of submerged granular media caused by fluidization. This hydromechanical instability is one of the mechanisms that may trigger the regressive erosion, which is one of the main degradation phenomena driving the internal erosion of earthen hydraulic constructions. Such erosion mechanisms can only be understood through a rigorous description of the coupling and interaction between the eroding fluid and the soil particles. For this purpose, a 2D model has been used coupling two different numerical techniques, namely the discrete element method (DEM) for modelling the mechanical behaviour of the solid phase and the Lattice Boltzmann method (LBM) for the fluid phase. The experimental validation of this numerical 2D simulation has been carried out using two optical techniques for the internal visualization of a granular sample, namely the adjustment of the refraction index of the two phases and the laser-induced fluorescence.