La plupart des études bidimensionnelles sur les matériaux granulaires considèrent l'assemblage de particules cylindriques dans le régime des petites déformations, en utilisant la description du contact de Hertz. Néanmoins, dans plusieurs cas, les déformations subies par les particules ne sont pas infinitésimales. L'étude de validité de l'hypothèse des petites déformations représente donc un enjeu important pour déterminer la pertinence des prévisions issues de ces études bidimensionnelles. Au moyen de nouvelles approches expérimentales, nous étudions la déformation d'un assemblage de particules soumis à grandes déformations.

Nous avons mis en place un appareil expérimental capable de comprimer ou de cisailler un assemblage de particules, couplé à un dispositif d'imagerie à haute résolution (taille de pixel est 5.29 μm) pour obtenir des images de chaque particule au cours d'un chargement. La mesure du champs de déformation et son évolution sont obtenues par la corrélation d'images numériques, et plusieurs paramètres ont été pris en compte tels que le frottement entre particules et la polydispersité de taille.

Parallèlement à ces expériences, des simulations numériques sont réalisées dans les mêmes conditions à l'aide de la méthode des éléments finis et de la méthodes des points matériels [1]. Cette dernière méthode est basée sur la discrétisation de chaque particule par une collection de point matériels. L'information portée par les points matériels est projetée sur un maillage de fond, où les équations du mouvement sont résolues. Cette solution est alors utilisée pour mettre à jour les points matériels.

Différents grandeurs macroscopiques (contrainte, compacité...) et microscopiques (connectivité, anisotropie...) sont obtenues numériquement et expérimentalement. Une comparaison entre ces paramètres numériques et expérimentaux permet de valider mutuellement ces approches et de déterminer le comportement de ces matériaux à particules déformables.

REFERENCES
[1] S. Nezamabadi et al., Implicit frictional-contact model for soft particle systems, Journal of Mechanics and Physics Solids, 2015