Thèse soutenue

Compaction des matériaux granulaires fragmentables en 3D
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : David Cantor Garcia
Direction : Farhang Radjaï
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et génie civil
Date : Soutenance le 30/11/2017
Etablissement(s) : Montpellier
Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale Information, Structures, Systèmes (Montpellier ; 2015)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et Génie Civil / LMGC
Jury : Président / Présidente : Gaël Combe
Examinateurs / Examinatrices : Farhang Radjaï, Gaël Combe, Pascale Aussillous, Emilien Azéma, Jean-Yves Delenne, Alfredo Taboada, Philippe Sornay
Rapporteurs / Rapporteuses : Pascale Aussillous, Jean-Noël Roux

Résumé

FR  |  
EN

L’objectif des travaux présentés dans ce mémoire de thèse est de développer une modélisation numérique de la compaction des poudres composées de particules sécables dans le cadre de la méthode de Dynamique des Contacts en vue d’application au procédé de fabrication du combustible nucléaire. Les particules sont modélisées comme des agrégats cohésifs de fragments potentiels (cellules) de formes polyédriques irréguliers. A l’aide de ce modèle de cellules liées (Bonded Cell Method), nous avons réalisé une étude paramétrique de la résistance des particules par rapport aux paramètres géométriques et mécaniques du modèle. Nos résultats révèlent deux régimes et une mise à l’échelle en loi de puissance de la résistance à la compression en fonction de l’adhésion normale et du rapport entre l’adhérence tangentielle et l’adhésion normale entre cellules. Nous avons optimisé les paramètres du modèle pour la compaction uni-axiale des assemblages d’un grand nombre de particules sécables. Les simulations ont permis d’identifier les mécanismes de compaction et de rupture des particules, et de caractériser l’évolution de la texture et des tailles et formes des fragments. Les résultats obtenus montrent clairement que le processus de compaction est fortement non-linéaire en raison notamment de l’évolution de l’étalement granulométrique qui contrôle la texture et la transmission des contraintes. Enfin, nous avons mené une étude systématique de l’effet de la polydispersité de taille dans le cas de particules sphériques.