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Thèse

Modélisation de la transition solide-fluide dans les géomatériaux. Application aux glissements de terrain

Résumé : Les géomatériaux sont présents dans la nature sous des formes très diverses : sols et roches in situ solides, argiles ductiles, boues quasiment liquides, etc... La géomécanique s’intéresse à la compréhension du comportement solide des géomatériaux. Cependant, il arrive que sous l’effet de conditions extérieures particulières, des terrains initialement solides se transforment en fluides : c’est ce qui se produit par exemple lors de coulées de boues ou de débris. Dans un tel contexte, il existe peu d’outils numériques capables de modéliser les différentes phases du comportement. Il semble de plus, qu’il n’existe pas à ce jour de modèle constitutif satisfaisant pour décrire une telle transition. Nos travaux s’intéressent de manière générale à la transition solide-fluide dans le comportement des géomatériaux, et à l’élaboration d’un modèle constitutif décrivant la phase solide, la phase fluide, ainsi que la transition entre les deux. Nous avons choisi dans ce cadre de mener les calculs en nous basant sur la méthode MEFPIL (Méthode aux Éléments Finis avec des Points d’Intégration Lagrangiens) qui a déjà montré de fortes potentialités pour décrire des comportements très variés (dont des comportements à variables d’histoire), dans un même modèle. Après avoir implanté et validé la première loi élasto-plastique dans Ellipsis (code basé sur la MEFPIL), nous avons pu introduire dans ce code le modèle de transition. Celui-ci se base sur l’évolution du comportement solide élasto-plastique vers un comportement fluide, visqueux à seuil, et ce, au moment de la rupture matérielle détectée par le critère du travail du second ordre. Après quelques applications du modèle de transition solide-fluide sur des cas simples et homogènes (en considérant la loi élasto-plastique Plasol et loi visqueuse de Bingham), nous avons appliqué ce modèle à la modélisation des coulées de boue de Sarno et Quindici (Italie, 1998). Les premiers modèles montrent la possibilité de décrire les trois phases de ce mouvement de terrain (l’initiation, la propagation et l’immobilisation), et nous avons pu étudier l’effet de différents paramètres sur l’arrêt contre un ouvrage de protection.
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Contributeur : Frédéric Dufour <>
Soumis le : mardi 2 janvier 2018 - 08:28:32
Dernière modification le : mercredi 10 janvier 2018 - 09:43:56
Archivage à long terme le : : mercredi 2 mai 2018 - 15:30:45

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Noemie Prime. Modélisation de la transition solide-fluide dans les géomatériaux. Application aux glissements de terrain. Ingénierie de l'environnement. Université de Grenoble (France), 2012. Français. ⟨tel-01674271⟩

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