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Etude des milieux granulaires secs et mouillés à l’aide des ondes ultrasonores

Etude des milieux granulaires secs et mouillés à l’aide des ondes ultrasonores

par Thomas Brunet - Post-doctorant à l’INSP, Paris

le mardi 29 mai à 16:30 Salle IAM 4ième étage

Résumé :

Ce travail de thèse traite de la propagation des ondes élastiques dans les milieux granulaires denses sous contrainte. Elles permettent de sonder de manière non invasive la structure, les propriétés viscoélastiques et les comportements non linéaires des réseaux de forces de contact dans un tel milieu. Dans une première partie, nous rappelons quelques résultats concernant la propagation linéaire d’ultrasons dans les matériaux granulaires (modes effectifs cohérents, diffusion multiple d’ondes). Nous montrons alors comment extraire le module élastique à l’aide des ondes cohérentes et la dissipation interne à l’aide des ondes multiplement diffusées. En particulier, une étude sur l’influence de la présence d’un fluide interstitiel de très faible quantité (< 0,1%) sur les propriétés viscoélastiques d’un milieu granulaire mouillé nous a permis d’identifier deux mécanismes de dissipation : frictionnelle et visqueuse. Dans un deuxième temps, nous nous intéressons au régime de propagation non linéaire des ondes élastiques dans les milieux granulaires. Nous avons caractérisé expérimentalement l’élasticité non linéaire hertzienne du matériau granulaire par la génération d’harmoniques supérieures. Enfin, nous discutons un résultat original sur les processus d’interaction irréversibles onde-matière granulaire liés aux non-linéarités hystérétiques de type Mindlin entraînant une nette diminution du module élastique du matériau granulaire et des micro-réarrangement à l’échelle des aspérités de grains.

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