Modélisation des milieux granulaires en tant que milieux à microstructure – µModEx

La modélisation des géomatériaux, des petites déformations jusqu'à la rupture dans les ouvrages et les problèmes d'environnement, butte sur le problème de la modélisation de la localisation de la déformation. Pour lever ce verrou, une voie prometteuse consiste à prendre en compte la microstructure du matériau dans la modélisation. Deux options complémentaires sont proposées dans ce projet, l'une repose sur l'utilisation de milieux enrichis pour décrire le comportement matériel, et l'autre sur la modélisation numérique à deux échelles en couplant les éléments finis à l'échelle macro, et les éléments discrets à l'échelle micro. Ces deux approches ont vocation à se combiner in fine. D'un autre coté, les méthodes de mesures de champ ont progressé récemment de telle façon qu'il devient possible aujourd'hui d'une part de caractériser expérimentalement le comportement d'arrangements granulaires, en vue de guider le développement des approches théoriques des milieux discrets, et d'autre part de quantifier les champs de déplacement au cours d'essais mécaniques sur des structures complètes, fournissant ainsi un support pour la validation des modélisations numériques, et même pour l'identification des paramètres des modèles par analyse inverse. Le présent projet propose de développer, en parallèle de l'approche numérique multi-échelle, un ensemble de dispositifs expérimentaux reposant principalement sur les méthodes de mesure de champs avancées. On mettra notamment en œuvre des essais sous microtomographie à rayon X, et ces expériences seront analysées en utilisant la corrélation d'images numérique 3D. Les développements théoriques (identification de modèles), numériques (milieux enrichis et modélisation double échelle) et expérimentales (quantification de la déformation de milieux granulaires à l'échelle micro et à l'échelle macro) seront menés en étroite interaction, ce qui permettra une validation réciproque des développements réalisés au fil des étapes du projet.