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Etude de comportements multi-physiques couplés dans les sols par une approche expérimentale et numérique multi-échelles [Analysis of coupled multi-physical behaviour of soils using a multi-scale experimental and computational approach]

Les géomatériaux sont caractérisés par des comportements complexes résultant des différents processus physiques qui s'y développent (mécanique, hydraulique, thermique, chimique). L'étude de leur comportement passe par des campagnes expérimentales qui peuvent s'avérer complexes et coûteuses par le fait même des différents processus qu'il faut maîtriser. Dans le cadre de ce projet, nous proposons de coupler des techniques d'homogénéisation numérique à des méthodes de caractérisation expérimentale pour des situations caractéristiques de mécanique des sols dans lesquelles les couplages multi-physiques sont présents. Cette approche a pour objectif de montrer que la combinaison de techniques numériques et expérimentales permet des gains substantiels dans la compréhension et la caractérisation du comportement de ce type de matériau. Elle se focalisera sur un problème physique, pour lesquels l'ULB a développé une expertise, à savoir le comportement chémo-mécanique de sols traités à la chaux (en particulier un limon) pour lequel le travail consiste à montrer comment l'évolution microstructurale du matériau explique l'augmentation des propriétés mécaniques macroscopiques (modules, cohésion, angle de frottement) en fonction des quantités de chaux consommées. Le projet inclut un partenariat avec l'ULg (Dr. F. Collin), qui se focalisera sur l'étude du comportement hydro-mécanique de l'argile, montrant comment l'eau, présente dans les pores à l'échelle de la microstructure, influence le comportement global de l'argile à l'échelle macroscopique. [Geomaterials are characterised by complex behaviours resulting from the various processes they involve (mechanical, hygral, thermal and chemical processes). The study of their behaviour requires complex and costly experimental characterisation campaigns as a result of these various processes. Within this project, computational homogenisation techniques will be combined with experimental characterisation for typical situations of soil mechanics in which physical couplings are present. This approach aims at showing that such a combined experimental-computational approach allows substantial gains in the understanding and characterisation of the behaviour of such materials. It will be focused on a physical problem for which ULB developed a previous expertise, i.e. the chemo-mechanical behaviour of lime treated soils. The work will consist in showing how the microstructural evolution of the material is related to the improvement of its macroscopic mechanical properties (Modulus, Cohesion, friction angle) as a function of the advancement of the chemical reaction. The project includes a collaboration with ULg (Dr. F. Collin), who will focus on the coupled hygro-mechanical behaviour of clay, showing how water present in the microstructure (at the pore level) impacts the global clay behaviour at the macroscopic scale. ]



responsable


Thierry J. MASSART


équipe


Benoit PIEZEL Bernard SONON


disciplines et mots clés déclarés


Déformation, rupture matériaux Mécanique des roches Mécanique des sols

amélioration des sols couplage chémo-mécanique géomatériaux mécanismes couplés modélisation multi-échelles