Cet axe de recherche a pour objectif le développement de méthodes d’analyse multi-échelles destinées à la caractérisation des effets de l’évolution de la microstructure sur le comportement des géomatériaux soumis à des sollicitations complexes. Parmi ces sollicitations peuvent notamment être cités : les phénomènes d’érosion interne, la filtration, l’écrêtage, les chargements cycliques, les cycles drainage-imbibition, les chargements thermiques, les chargements couplés thermo-hydro-poro-chemo-mécaniques.
En particulier, l’intérêt sera porté sur les instabilités couplées dans les géomatériaux aussi bien à l’échelle microscopique, telles que les instabilités des chaînes de force dans les matériaux granulaires, qu’à celle mésoscopique de l’échantillon de laboratoire, telles que les instabilités diffuses, qui donnent lieu à l’effondrement du matériau, les instabilités par localisation des déformations ou de l’écoulement des phases fluides (fingering) ; et finalement à l’échelle macroscopique des conditions in-situ, telles que les glissements de terrain, la réactivation de failles, la liquéfaction de sols, l’érosion côtière, l’érosion fluviale des digues ou des barrages en remblai.
Dans cet axe de recherche, nos travaux peuvent être regroupés en trois sous-axes :
Chargement hydro-mécanique
Chargement thermo-hydro-mécanique
Instabilités dans les matériaux granulaires
MOYENS
Des méthodes expérimentales et des techniques optiques adaptées sont développées pour le suivi en laboratoire des processus susmentionnés. Il convient de noter que parmi ces objets de recherche, certains sont sans équivalent dans le monde.
La modélisation mécanique est développée en se positionnant toujours à l’interface entre la modélisation macroscopique des milieux continus, enrichis et/ou micro-morphes, et la modélisation par homogénéisation, afin de maîtriser toute problématique liée à la nature multi-physique et multi-échelles des phénomènes considérés.
La simulation numérique est asservie à la modélisation mécanique à travers le développement d’éléments finis adaptés, mais elle en sera aussi autonome dans le cadre du développement de méthodes d’éléments discrets (DEM), SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) et du « Machine Learning ».
• Appareillages expérimentaux (machine biaxiale, d’interfaces multi-phasiques, érodimètres triaxiaux,…)
• Méthodes de simulation numérique (FEM, DEM, SPH, LBM, FFT-based upscaling method)
PROJETS EN COURS
- ANR PERSÉE – PERmeability evolution of granular Soils in an internal Erosion context (2022 – 2026)
- Carnot MERS MERCC : « Modélisation de l’érosion des littoraux face aux changements climatiques » (2022-2025). CARNOT MERS
- Contribution expérimentale et numérique à l’étude des risques des ouvrages hydrauliques en terre”, financé par EDF-Centre d’Ingénierie Hydraulique, Verbund (2020-2024)
- …
MEMBRES
- Rana AL NEMER (PhD)
- Fateh BENDAHMANE (McF)
- Rachel GELET (McF)
- Pierre-Yves HICHER (PU)
- Panagiotis KOTRONIS (PU)
- Mickaël LE VERN (ATER)
- Didier MAROT (PU)
- Ngoc-Son NGUYEN (McF)
- Bikram OLI (PhD)
- Siddhartha OMMI (PhD)
- Giulio SCIARRA (PU)
- Ioannis STEFANOU (PU)
- Mohammed ZAIM (PhD)
PUBLICATIONS
Ali-hassan, N., Nguyen, N.S., Marot, D. and Bendahmane, F., 2022. Consequences of scalping and scalping/replacement procedures on strength properties of coarse-grained gap-graded soils. Canadian Geotechnical Journal. https://doi.org/10.1139/cgj-2021-0504
Taha, H., Nguyen, N.S., Marot, D., Hijazi, A. and Abou-Saleh, K., 2022. A DEM study of the effect of the loss of fine particles on the mechanical behavior of gap-graded soils. Geomechanics for Energy and the Environment, p.100305.
Nguyen, N.S., Taha, H. and Marot, D., 2021. A new Delaunay triangulation-based approach to characterize the pore network in granular materials. Acta Geotechnica, 16(7), pp.2111-2129.
Taha, H., Nguyen, N.S., Marot, D., Hijazi, A. and Abou-Saleh, K., 2019. Micro-scale investigation of the role of finer grains in the behavior of bidisperse granular materials. Granular Matter, 21(2), pp.1-17.
