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Actes de la conférence > Par auteur > Souley Mountaka

Mercredi 6
Modélisation numérique, physique, simulation, effet d’échelle
8 - Daniel Billaux (ITASCA) & Albert Giraud (Géoressources)
› 17:00 - 17:15 (15min)
› Salle 101
Simulation de la rupture en mode I avec la méthode aux éléments discrets
Jabrane Hamdi  1, 2@  , Luc Scholtes  3@  , Mountaka Souley  1@  , Marwan Al-Heib  1@  
1 : Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques  (INERIS)  -  Site web
INERIS
Ecole des Mines, Campus ARTEM, CS 14234, F-54042 Nancy cedex, France -  France
2 : GeoRessources
Université de Lorraine : UMR7359
Ecole des Mines, Campus ARTEM, CS 14234, F-54042 Nancy cedex, France -  France
3 : GeoRessources
Université de Lorraine : UMR7359
2 rue du Doyen Marcel Roubault, 54518 Vandoeuvre-lès –Nancy -  France

Un code aux éléments discrets a été utilisé pour modéliser explicitement l'initiation et la propagation des fissures dans les matériaux fragiles.

Des essais classiques de mécanique des roches ont été simulés sur des échantillons numériques préalablement calibrés sur le granite du lac du Bonnet. Le comportement mécanique, le développement de la fissuration et l'énergie libérée ont ainsi été étudiés pour des essais de compression uniaxiale et triaxiale, de traction sur des échantillons avec et sans entaille et de flexion trois points. Dans un premier temps, ce travail a permis de démontrer la robustesse de la méthode vis-à-vis de sa capacité à reproduire un comportement similaire à celui observé lors des essais en laboratoire et ce, quel que soit les chemins de chargement appliqués.

Une étude de sensibilité a ensuite été réalisée afin de calculer la ténacité (KIC) correspondant au critère de rupture en mode I et d'identifier l'influence des différents paramètres du modèle sur sa valeur. Nous avons notamment étudié l'influence de la géométrie du modèle (dimensions, orientation de la fissure pré-éxistante), de sa discrétisation (nombre de particules) ainsi que celle de l'amortissement numérique sur le comportement à la rupture. Les comparaisons ont été effectuées à travers l'analyse de la contrainte, de l'énergie élastique de l'échantillon, de l'énergie dissipée dans les microfissures et du nombre des microfissures créées en fonction de la déformation (Figure 2). Pour l'essai de traction directe (Figure 1), nous avons pu mettre en évidence l'indépendance de la réponse du modèle vis-à-vis de la discrétisation et de l'amortissement numérique (Figure 3). Ces caractéristiques, qui ont été également constatées sur l'essai de flexion trois points, résultent, d'une part, de la quasi-staticité des simulations réalisées, et d'autre part, de la formulation particulière du modèle qui permet d'assurer un bilan énergétique indépendant de sa discrétisation spatiale.



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