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Séminaire Mickaël PAILHA 26 mars 2010

15 mars 2010

DECLENCHEMENT D’AVALANCHES SOUS-MARINES ET TRANSPORT PAR CHARRIAGE
vendredi 26 mars 10 heures
Amphithéâtre Nougaro

De nombreux phénomènes naturels mettent en jeu un mélange d’eau et de particules. Le couplage entre la phase fluide et la phase granulaire qui peut exister dans ces événements rend leur analyse complexe et se trouve au coeur de mes travaux de recherche.

Je me suis premièrement intéressé aux écoulements de type gravitaire, c’est à dire quand l’élément moteur de l’écoulement est la gravité. Que ce soit dans les avalanches sous-marines, matériaux granulaires totalement immergés ou bien dans les glissements de terrain, l’eau joue souvent un rôle prépondérant. Elle peut tout d’abord jouer un rôle déstabilisant quand elle coule à travers le poreux formé par le sol. L’écoulement de fluide engendre des contraintes supplémentaires qui peuvent déstabiliser le sol. Un deuxième rôle moins trivial intervient quand le sol se déforme. Si la déformation du sol s’effectue avec un changement de fraction volumique, elle va introduire un écoulement d’eau qui génèrera des contraintes supplémentaires sur le sol. Ce couplage entre déformation du sol et mouvement du fluide est une des explications souvent avancée pour expliquer la grande variété de glissements de terrain. Nous avons étudié ce couplage dans une configuration simplifiée à petite échelle, consistant à incliner une couche granulaire au fond d’un long récipient rempli de liquide. Une méthode de préparation a permis de contrôler précisément l’état initial du matériau granulaire et des mesures ont été développées afin de comprendre l’influence des variations de fraction volumique lors de la phase transitoire.

Un autre type d’écoulement mettant en jeu des particules et un fluide sont les écoulements de type transport sédimentaire dans lesquels les particules sont entrainées par l’écoulement du fluide. Une approche expérimentale permet de caractériser le transport et d’établir des lois d’échelle.

Une modélisation des écoulements diphasiques fluide-particules des différents travaux expérimentaux est rendu possible par le cadre des équations diphasiques. L’application directe du modèle diphasique permet de prendre en considération les interactions écoulement-particules (force de traînée, ...) et particule-particule (friction interparticulaire et particule-paroi). Une rhéologie granualire immergée prenant en compte les variations de fraction volumique est nécessaire pour décrire le problème.