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Deapl 2002 SABLE POUDRES ET GRAINS Introduction a la physique des mat ?eriaux granulaires Jacques Duran Novembre C CTable des mati eres Introduction Ordres de grandeur et situation du probl eme Enjeux ?economiques et probl emes industriels Traitement indu

SABLE POUDRES ET GRAINS Introduction a la physique des mat ?eriaux granulaires Jacques Duran Novembre C CTable des mati eres Introduction Ordres de grandeur et situation du probl eme Enjeux ?economiques et probl emes industriels Traitement industriel de la mati ere granulaire Probl emes d ? ?ecoulement Probl emes de s ?egr ?egation Les mat ?eriaux granulaires et la g ?eophysique Un peu d ? histoire Consid ?erations g ?en ?erales - bibliographie de base Les granulaires en interaction Une particule et son environnement Deux particules en interaction Lois du frottement solide Chocs et d ?eformations de billes ?elastiques en collision Une particule sur un milieu granulaire Plusieurs particules en interaction Loi de friction dans un granulaire Nombre de Bagnold Fluidisation d ?ecompaction fragmentation La statique d ? un empilement granulaire Premier principe mobilisation de la friction Relations contrainte-d ?eplacement Deuxi eme principe dilatance de Reynolds R ?ecipient cylindrique mod ele de Janssen Dynamique Colonne de billes soumise a une vibration verticale Empilement bidimensionnel de billes sans frottement Empilement bidimensionnel de billes avec frottement Fragmentation d ? un empilement en chute guid ?ee Instabilit ?e de surface d ? un milieu granulaire ?etendu C TABLE DES MATIE RES Milieux granulaires en ?ecoulement Le tas de sable a l ? ?equilibre et l ? angle de talus Mod eles d ? avalanches Mod ?elisation par automate cellulaire CAM Mod ele stick-slip des avalanches Modele d ? avalanchesa variables coupl ?ees M ?elange et s ?egr ?egation Introduction Le tambour cylindrique d ? Oyama Energie potentielle d ? un empilement h ?et ?erog ene La s ?egr ?egation par vibrations Mod ?elisation de la s ?egr ?egation par taille Exp ?eriences de s ?egr ?egation par agitation La s ?egr ?egation par cisaillement Une seule particule dans un milieu monodispers ?e S ?egr ?egation de deux collections de particules de tailles di ? ?erentes S ?egr ?egation en tambour D d ? Oyama Observations exp ?erimentales Mod ele de S Savage Mod ?elisations num ?eriques Introduction Probl emes de la mod ?elisation num ?erique Les di ? ?erentes m ?ethodes de simulation Le passage du discret au continu Simulation collisionnelle Introduction Proc ?edure LRV en D Simulation MD dynamique mol ?eculaire Forces ?elastiques et forces de frottement Mod ?elisation MD des collisions Simulation en dynamique des contacts Simulation MC Monte-Carlo Mod ?elisation s ?equentielle d ? un empilement CChapitre Introduction Ordres de grandeur et situation du probleme La physique des mat ?eriaux granulaires s ? int ?eresse en premier chef a des objets macroscopiques Macroscopique signi ?e que les objets qui composent les mat ?eriaux granulaires doivent en premiere approximation etre au moins visibles a l ? ?il nu par opposition aux milieux m ?esoscopiques et microscopiques Nous verrons d ? ailleurs plus loin que le concept m eme de mat ?eriaux granulaires impose des dimensions encore plus grandes que celles qui constituent la limite de notre acuit ?e visuelle Il est fondamental de r ?ealiser que la physique de ces objets