Etude de la geometrie de milieux granulaires modeles tridimensionnels par simulation numerique

• Auteur / Autrice : Patrick Richard
• Direction : Luc Oger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Rennes 1

Résumé

Ce travail est consacre a l'etude de la geometrie de milieux granulaires modeles a trois dimensions par des simulations numeriques et des analyses theoriques. Nous decrivons tout d'abord le modele utilise (modele des spheres dures) ainsi que les algorithmes utilises pour construire numeriquement les empilements. Dans un deuxieme temps, nous presentons le formalisme et les outils auxquels nous avons eu recours lors de ce travail. Le troisieme chapitre est consacre a l'etude de la geometrie d'assemblees granulaires ne comportant qu'un seul type de grain, et plus particulierement a l'etude de la structure locale par la tessellation de voronoi. Nous montrons la grande influence de l'algorithme de construction sur les resultats obtenus. Cette dependance nous amene a nous interesser plus en detail aux empilements soumis a une agitation thermique. Nous etudions alors les consequences de la transition desordre-ordre de ces systemes sur leur geometrie et mettons au point une methode permettant de mettre en evidence la presence d'agregats cfc et hc lors de la cristallisation. Nous cherchons alors a relier les informations obtenues sur nos empilements a celles obtenues sur des coupes aleatoires bidimensionnelles de ces meme empilements. Enfin, nous etendons nos etudes a des systemes composes de deux types de grains : les gros et les petits. Nous proposons un modele theorique supposant une repartition aleatoire des differentes especes en presence. La comparaison de ce modele avec des simulations met en evidence la presence d'une segregation locale.