Academic literature on the topic 'Matériaux granulaires – Propriétés'

Le comportement des matériaux granulaires humides hétérogènes, éléments incontournables de nombreux processus industriels et géophysiques, résiste encore à une modélisation complète. L’interaction des grains avec une phase liquide doit être éclaircie afin d’optimiser les procédés de mélange, notamment la dispersion des grains d’un agrégat cohésif. Modéliser ces interactions permettrait aussi de mieux décrire des éboulements granulaires dont les propriétés mécaniques évoluent avec des variations de teneur en liquide et de répartition spatiale. Des recherches actuelles se tournent vers la compréhension des échanges dans ces matériaux, pour isoler les mécanismes par lesquels des grains se mélangent à un liquide ou à une phase granulaire humide.

L’article, résultant d’un travail de long terme sur la physique des géo-matériaux granulaires et la pratique du génie civil de grandes infrastructures, synthétise une vision nouvelle du comportement mécanique de ces matériaux, à partir d’approches dissipatives micromécaniques originales. Après le contexte et les hypothèses-clé, il présente les aspects essentiels des structures dissipatives induites par la friction de contact élémentaire, associée à des spécificités de mécanique statistique dans ces matériaux en mouvement quasi-statique, et leur expression multi-échelle par des relations tensorielles fortes : les équations de la dissipation d’énergie résultant de la friction. Sur cette base, est ensuite établi un large ensemble de propriétés pratiques d’usage général en génie civil, incluant : le critère de rupture, le couplage résistance au cisaillement/variations de volume, la compaction cyclique, l’équilibre géostatique « au repos »… Bien que l’essentiel de l’article soit focalisé sur les caractères induits par la friction de contact, une dernière section présente d’autres propriétés-clé induites par la rupture des granulats, autre processus dissipatif après la friction de contact. Ces propriétés incluent des incidences explicites sur les effets d’échelle dans le comportement structural d’ouvrages, vérifiées sur de grands ouvrages.

Ci?rculos Ceifados, œuvre acousmatique composée en 1997, repre?sente la pleine maturite? du compositeur bre?silien Rodolfo Caesar. Des méthodes re?currentes de la production du compositeur - comme la bioacoustique, le panning, la synthe?se granulaire et la synthe?se FM – y sont mises en œuvre judicieusement. Dix ans après la composition de cette pièce, Caesar fait paraître un livre éponyme contenant des informations sur la composition de cette œuvre. Des curiosités et des anecdotes sont mélangées avec des précisons techniques, y compris les codes Csounds originaux utilisés pour la génération des matériaux de Ci?rculos Ceifados. L'analyse des œuvres numériques ayant comme source le code original est le fondement d'une approche méthodologique que nous appelons analyse orientée objet-opératoire. Le maniement de cette approche consiste à interpréter le code (et les informations bibliographiques) par un réseau d'objets opératoires, révélant ainsi les propriétés numériques du faire musical. Dans cet article, nous allons analyser la pièce Ci?rculos Ceifados en mettant en évidence les opérations et les objets numériques composés. Les articulations selon les différentes échelles temporelles révèlent une maîtrise d'un savoir-faire mûr et solide du compositeur.

La caractérisation de matériaux diffusants, tels les pigments, par leur indice optique complexe demeure actuellement un véritable challenge. Cet indice est la caractéristique intrinsèque au matériau, et est de ce fait, indispensable pour la simulation d'effets colorés et peut, dans le champ de la conservation-restauration, permettre la mise en place d'une méthode d'identification non-ambigüe des matériaux composant les œuvres d'art. L'objectif de cette recherche est d'élaborer une méthodologie permettant de déterminer l'indice optique complexe de ce type de matériaux. Elle constitue l'étape primordiale à l'élaboration d'une base de données d'indices optiques des pigments. Dans un premier temps, une étude théorique des phénomènes conjoint de diffusion et d'absorption résultant de l'interaction d'une onde électromagnétique avec un diffuseur, ou un ensemble de diffuseurs homogènes et sphériques, est développée. Elle consiste à définir l'influence des paramètres intrinsèques (des matériaux) et morphologiques (d'un milieu) sur les résultats obtenus lors de la résolution de l'équation du transfert radiatif (ETR) traité par la méthode 4-flux et de la théorie de Mie dans le sens direct. Dans un second temps, nous aborderons le problème inverse. À savoir, dans notre cas, remonter à l'indice complexe de particules diffusantes à partir des propriétés optiques de la couche. Nous illustrerons cette approche par l'étude d'un pigment rouge, le cinabre. Le modèle de calcul développé prend en compte les flux diffus et les flux spéculaires, mesurés sur les échantillons par spectrophotométrie couplée à une sphère d'intégration dans le domaine du visible

Cette thèse, essentiellement expérimentale, s'inscrit dans le cadre des recherches à finalité industrielles effectuées au laboratoire de mécanique des sols, structures et matériaux de l'École centrale de paris. Le travail présenté est une synthèse de plusieurs années de collaboration avec les sociétés le Carbone Lorraine, Péchiney, Sers Carbone, Sers Graphite, Shell Française, Colas, ainsi que PSA et Metafram. L'étude de divers matériaux polyphasiques est abordé, aussi varies que les sols, les agglomérés de carbone, les bétons bitumineux ou les métaux frittes à forte porosité à base de fibres de fer. Dans la première partie de ce travail, les analogies entre les comportements mécaniques des sables et agrégats et les comportements normalement consolidé et surconsolidé des argiles sont mises en évidence, dans le but de faciliter une modélisation commune de ces matériaux. Cette démarche rend indispensable l'examen détaillé de la fiabilité des résultats expérimentaux utilises pour caractériser ces matériaux. Pour simplifier le contrôle et la cohérence de ces résultats, une méthodologie d'analyse est proposée permettant, le cas échéant, de suggérer les corrections à apporter. Ces recherches ont permis de dégager une logique générale du comportement des matériaux granulaires formes de grains élastiques, sans colle importante entre les grains, aussi bien pour les matériaux pulvérulents que pour les cohérents (non-draines). Par ailleurs, ces recherches ont été élargies en examinant, d'une part, le rôle de la rupture de particules sur la logique précédente et d'autre part, en étudiant le comportement de matériaux granulaires formes de grains ductiles (métaux frittes à forte porosité). Dans la deuxième partie de ce travail, le comportement de matériaux granulaires agglomérés avec des liants hydrocarbonés est étudié, en particulier, les agglomérés de carbone et les bétons bitumineux. On cherche également à dégager une logique de comportement de ces matériaux poly phasiques et à mettre en évidence le rôle des liquides, en séparant l'influence de la mouillabilité et de la viscosité

Ce travail porte sur le comportement acoustique et vibratoire de matériaux poreux et perforés. Dans la 1ère partie, les différents aspects de la modélisation de la propagation des ondes acoustiques dans les milieux poreux, à matrice rigide, saturés d'air, sont énumérées. Ces modèles sont repris pour traiter et caractériser le comportement acoustique de panneaux multicouches absorbants, à parement perforés. Plusieurs types d'associations "Poreux-Tôle perforée" sont considérés pour mettre en évidence le rôle de chaque constituant. Le cas particulier de résonateurs couplés, constitués uniquement d'un assemblage de tôles perforés, est abordé. Ces différents comportements étant rappelés, des matériaux poreux de remplacement originaux, issus du broyage de matériaux recyclés sont utilisés dans la conception de ces panneaux absorbants à parement perforés. Il est montré que ces matériaux granulaires pulvérulents ont des propriétés acoustiques étroitement liées à la classe granulométrique employée et donc à la répartition de la taille des pores. Ils peuvent, parfois, avantageusement substituer les laines minérales habituellement utilisées. La 2nde partie porte sur l'étude des caractéristiques mécaniques et sur le comportement vibratoire de plaques métalliques perforées. Les constantes élastiques de celles-ci sont calculées à partir de celles de la tôle pleine par le biais de la théorie de Meijers. Le comportement vibratoire de ces tôles peut être prévu. Ceci est confirmé par la confrontation avec les résultats d'une expérience simple : la mesure de l'impédance mécanique ponctuelle d'un disque à bord libre excité en son centre, et par l'observation des déformés, pour différents modes de vibration, sur clichés obtenus par interférométrie holographique par double exposition
The purpose of this work is to study the acoustical behaviour and the vibration response of porous and perforated materials. In this first part, different aspects of the prediction of sound propagation in rigid frame air-saturated porous materials are listed. Then, these models are used to treat and determine the acoustical properties of absorptive multi-layer panels with a perforated facing. Various associations "Porous materials-Perforated metal sheet" are considered to highlight the contribution of each element. The particular case of coupled resonators, only made of several associated perforated metal plates, is tackled. Original porous materials of replacement, issued from crushed recycled materials (tyres, plastic bottles. . . ) are used in the design of these absorptive panels with a perforated facing. It is shown that these pulverulent granular materials, mechanically stronger, have acoustical properties closely linked to the grading class used and consequently to the pore size dsitribution. Incertain cases, they can attractively replace mineral wools commonly used. The second part of this work considers the mechanical characteristics and the vibration behaviour of perforated metal sheets. With the help of Meijers's theory, the elastic constants are calculated from those of the solid plate. Then, the vibration response of these metal sheets can be anticipated. This is confirmed on the one hand, by comparing theoretical results to those obtained from a simple experiment (the measurement of the driving-point impedance of a free boundary circular plate driven at its midpoint) and on the other hand, by observing transverse displacements for different modes of vibration, on photographs obtained by double exposure holographic interferometry

Notre étude porte sur la modélisation de l'influence de la rupture des grains sur le comportement des matériaux granulaires. Les applications pratiques concernent les barrages en enrochements de grande hauteur, les pieux de fondation et les tunnels de grande profondeur pour modéliser ce phénomène, nous nous sommes place dans le cadre de la théorie de l'élastoplasticité en nous basant sur le concept d'état critique, et nous avons suppose que cet etat évolue en présence de rupture de grains. Nous avons d'abord réécrit les différentes corrélations utilisées en mécanique des sols dans un cadre formel, ce qui permet de définir plusieurs classes de paramètres et d'apprécier l'influence de l'évolution de certains de ces paramètres sur les paramètres de la loi de comportement. Nous avons ensuite synthétise les principaux résultats expérimentaux qui nous ont servi pour notre modélisation. Nous avons applique cette modélisation à une loi de comportement et nous avons procédé à la simulation d'essais de laboratoire (essais de consolidation isotrope, dométriques et triaxiaux draines de compression) sur une large gamme de contraintes. Ces simulations ont été faites sur des matériaux très différents (un sable calcaire contenant beaucoup de débris de coquillages, un sable quartzique, un granite concasse). Les résultats obtenus sont en bon accord avec les résultats expérimentaux. Nous avons ensuite introduit le modèle dans un code de calculs par éléments finis. Une validation de l'implantation a été faite en simulant la réponse d'essais triaxiaux draines de compression. Nous avons enfin simule la construction par couches d'un remblai en enrochements de grande hauteur que nous avons comparée a la réponse donnée par le modèle n'intégrant pas l'influence de ce phénomène. Nous avons ainsi mis en évidence l'influence de la rupture des grains sur les tassements dont le profil obtenu correspond a ceux retrouves dans la littérature.

Des essais œdométriques à la contrainte verticale jusqu’à deux cent cinquante méga pascale et triaxiaux à la contrainte de consolidation jusqu’à soixante mega pascale ont été réalisés pour caractériser un granulat formé de granit concassé et de billes de verre ayant différentes granulométries initiales. Les mesures effectuées à différents niveaux de contrainte et de déformation montrent une évolution progressive de la granulométrie lors des essais triaxiaux et granulométrie avec la déformation. Au cours de ce travail, l’accent a été spécialement mis sur œdométriques. A niveau de contrainte constant, on peut noter une évolution significative de l’influence de la granulométrie initiale sur le comportement des matériaux granulaires, l’écrasement des grains sous fortes contraintes, la dilatance et la contractance sous faibles et fortes contraintes, l’effet de l’énergie apportée lors de ce processus, et l’automatisation des essais

Ce travail porte sur les proprietes geometriques et de transport d'une classe de milieux poreux constitues par l'empilement ou l'agregation de particules. Une procedure de simulation numerique tridimensionnelle de la deposition sequentielle de grains de forme quelconque a ete developpee. Elle prend en compte la translation et la rotation des particules durant leur chute. Une etude systematique des proprietes geometriques des empilements qui en resultent a ete conduite. Les proprietes de transport de ces lits de grains ont egalement ete caracterisees et reliees a leurs caracteristiques geometriques. On a evalue les tenseurs de permeabilite, de conductivite, de dispersivite, et dans le cas ou la surface des particules est chargee electriquement, les tenseurs decrivant les effets electroosmotiques. Les outils numeriques developpes pour ce dernier point s'appliquent quand les doubles couches electriques ne sont pas d'epaisseur negligeable, c'est-a-dire hors du domaine ou des simplifications permettent un traitement analytique. Il ressort en particulier que la plupart des coefficients de transport de ces materiaux granulaires peuvent etre relies directement a quelques parametres geometriques globaux. Une nouvelle relation directe entre le coefficient electroosmotique et la permeabilite a egalement ete mise en evidence. Finalement, des agregats fractals de particules ont ete etudies suivant la meme approche