Investigation Expérimentale de l’endommagement des grains sous fortes contraintes : évolution de la microstructure

BOUACIDA, Linda (2024) Investigation Expérimentale de l’endommagement des grains sous fortes contraintes : évolution de la microstructure. Doctoral thesis, Faculté des Sciences et de la technologie.

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Abstract

Cette recherche se concentre sur la compréhension fondamentale de la perméabilité et de sa relation avec divers paramètres physiques, en raison de son importance dans différents contextes tels que le domaine du génie pétrolier, la conception des systèmes de drainage, ainsi que la construction de barrages en terre. Une étude approfondie a été menée sur dix types de sables, aboutissant au développement d'une corrélation expérimentale novatrice entre la perméabilité d'un matériau granulaire, son diamètre moyen, et son indice de densité. Cette corrélation offre une méthode efficace pour évaluer la perméabilité d'un sable en se basant sur ses caractéristiques physiques, évitant ainsi la nécessité de procédures expérimentales longues. Le travail explore également deux aspects majeurs. Tout d'abord, il présente le développement d'un modèle analytique basé sur le modèle de van Genuchten, visant à prédire la courbe de rétention d'eau des matériaux granulaires, avec une étude approfondie des paramètres influents. Notamment, le modèle se base sur un critère unique dans la sélection des sols : la propriété physique de la courbe de distribution des particules, permettant la détermination des valeurs de Dg50 et de Cu. Ce modèle propose une description précise de la courbe de rétention d'eau et permet d'estimer la distribution de la taille d'accès aux pores sans recourir à des essais expérimentaux. L’utilisation du modèle proposé a permis de prédire les courbes de rétention d’eau du sol granulaire pour n’importe quelle valeur de l’indice de densité. Les résultats confirment que l'uniformité des courbes de taille des particules correspond à une uniformité satisfaisante de la distribution de la taille d'accès aux pores. De plus, l'observation d'une augmentation de la succion avec l'accroissement de l'indice de densité concorde avec les données expérimentales, mettant en lumière les propriétés distinctives des sols non saturés. Par la suite, l'étude se penche sur l'évolution de la microstructure des matériaux granulaires sous différentes conditions physiques et mécaniques. Les courbes de rétention d'eau sont converties en courbes de distribution de taille d'accès aux pores, permettant d'analyser de manière approfondie les changements de microstructure sous contraintes élevées. En résumé, ce travail apporte une contribution significative en fournissant des corrélations pratiques pour évaluer la perméabilité des matériaux granulaires et en développant un modèle analytique robuste pour prédire la courbe de rétention d'eau. En outre, il explore de manière approfondie l'évolution de la microstructure sous différentes conditions, offrant ainsi des perspectives cruciales pour la compréhension des matériaux granulaires soumis à des contraintes élevées.

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