Poudres et grains

Ainsi, depuis longtemps, de nombreux procédés industriels reposent sur l'exploitation des poudres et des grains. Ces procédés, pourtant simples et faciles à appréhender (stockages, transports...), ont généralement nécessité, pour leur mise au point, de nombreuses années d'amélioration patiente, la germination d'idées astucieuses et l'utilisation d'associations d'idées et de résultats expérimentaux plus ou moins simples. L'activité économique autour du milieu granulaire ne se limite cependant pas à ces techniques industrielles anciennes. On note actuellement l'émergence de nombreuses applications nouvelles, d'obtention de brevets (céramique, terre armée, pneu-sol, ancre pour du sable, matelas auto-serrant sous vide pour le transport de blessés,...) accompagnés d'une connaissance théorique accrue du comportement rhéologique des milieux granulaires (stabilité des pentes, liquéfaction pendant les tremblements de terre...).

Le champ d'utilisation des milieux granulaires présente ainsi une grande diversité. Cependant, la compréhension des mécanismes mis en jeu dans ces applications reste simple, voire intuitive. Dans une phase de modélisation, il semble naturel d'associer à cette grande diversité de comportements un nombre suffisant de paramètres de contrôle. Or la multiplication de ces paramètres s'oppose à la simplicité recherchée du modèle. Dans cet ouvrage, nous proposons une vue cohérente et unificatrice de la mécanique d'un milieu granulaire, basée sur un nombre très restreint de paramètres de contrôle (contrainte intergranulaire, déformation du milieu, histoire des contacts, pression du liquide interstitiel). Le champ d'évolution de ces paramètres traduit la diversité de comportements recherchée. Nous verrons par ailleurs que i) certains états de la matière, aux grandes déformations, sont des attracteurs et que ii) si l'on ramène la description du comportement dans des axes précis, sa description devient beaucoup plus simple. Le modèle proposé retraduit tout à la fois la multitude de réponses différentes observables, la simplicité de la compréhension du comportement du milieu dans le cas de manutentions simples et répétitives, et les "aberrations" de comportements que l'on observe parfois quand la réponse réelle fournie diffère trop de la réponse prévue.

Ce livre se limite à la description des propriétés mécaniques des milieux granulaires saturés ou non en liquide ou fluide, qui subissent des déformations lentes (régime quasi statique).