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Au coeur des milieux granulaires ... la photoelasticité

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Les matériaux granulaires couramment utilisés dans le génie civil sont caractérisés par un fort désordre géométrique et subissent souvent de fortes contraintes mécaniques. A l’échelle macroscopique, ils sont considérés comme des milieux homogènes. Mais le matériau sec est un milieu discontinu dans lequel les contraintes mécaniques se propagent par les contacts entre les grains. Pour connaître la répartition des efforts dans des matériaux modèles, une méthode expérimentale peut être utilisée : la photoélasticité. Un milieu granulaire constitué par un empilement de cylindres de verre Pyrex de diamètres différents est soumis à des contraintes de confinement. On peut alors observer des chaînons de plus en plus lumineux lorsque la charge augmente, correspondant aux chemins les plus fortement contraints. Sous un chargement anisotrope croissant, le réseau se modifie par des réarrangements collectifs orientant le réseau dans la direction des contraintes principales, les plus gros grains jouant un rôle déterminant dans la transmission des contraintes. Une vue rapprochée permet d’apercevoir les micro-glissements et les rotations importantes des cylindres entraînant des réarrangements à plus longue distance.
La photoélasticité est une technique pouvant permettre avec les traitements d’images actuels, une interprétation quantitative et une meilleure analyse de la répartition des contraintes.

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