La rhéologie de la phase particulaire est une question essentielle pour le développement des modèles diphasiques Elérien-Eulérien fluide-particule. Durant ces cinq dernières années nous avons significativement contribué au développement de ces aspects dans le cadre de deux postdoctorats hébergé au LEGI financé par les deux contrats SERDP financés par les départements de défense et de l’environnement du gouvernement américain via un sous-contrat avec l’Université du Delaware (PI : Prof. T.-J. Hsu, co-PI : J. Chauchat, 2019-2020, 2021-2024) et de l’ANR JCJC SHEET-FLOW (PI : J. Chauchat, 2018-2023). Dans le cadre du post-doctorat d’Eduard Puig-Montella (contrats SERDP) nous avons développé et implémenté un modèle de dilatance qui permet de reproduire la dynamique d’initiation des avalanches sous-marines (Puig-Montella et al., JFM 2021) et la dynamique d’effondrement d’un massif granulaire immergé (Puig-Montella et al., JFM 2023). Cette contribution est significative car elle permet d’intégrer la dépendance de la dynamique des avalanches à la compacité initiale du massif granulaire. Cette contribution a été intégrée dans un article de revue et de perspectives piloté par l’Université Technique de Delft en Hollande (Alhaddad et al., AWR 2024). Ensuite, dans le cadre du postdoctorat de Rémi Chassagne (ANR JCJC SheetFlow, 2018-2023), nous avons revisité le travail de Maurin et al. (JFM 2016) pour proposer une formulation phénoménologique de la théorie cinétique des écoulements granulaires permettant de réconcilier cette théorie avec la rhéologie granulaire mu(I) (Chassagne et al., JFM 2023) en intégrant la friction interparticulaire dans les fermetures de la théorie cinétique. Ce travail a été mis en avant dans la rubrique Focus on Fluids du journal (Garzo, JFM 2023 – figure), il constitue une brique essentielle du modèle bi-fluide SedFOAM. Cette contribution est en cours d’implémentation dans code Neptune, le modèle numérique bi-fluide d’EDF.
Figure : Résumé graphique du focus on fluids de Garzo (JFM 2023) : “the model proposed by Chassagne et al. (J. Fluid Mech., vol. 964, 2023, A27) helps provide a better understanding of the combined impact of friction and inelasticity on the macroscopic properties of granular flows”
Références
Said Alhaddad, Geert Keetels, Dick Mastbergen, Cees van Rhee, Cheng-Hsien Lee, Eduard Puig Montella, & Julien Chauchat (2024). Subaqueous dilative slope failure (breaching) : Current understanding and future prospects. Advances in Water Resources, 188, 104708.
Montellà, E. P., Chauchat, J., Bonamy, C., Weij, D., Keetels, G., & Hsu, T. - J. (2023). Numerical investigation of mode failures in submerged granular columns. Flow Measurement and Instrumentation, 3, 28.
Chassagne, R., Bonamy, C., & Chauchat, J. (2023). A frictional–collisional model for bedload transport based on kinetic theory of granular flows : discrete and continuum approaches. Journal of Fluid Mechanics, 964, 27.
Montellà, E. P., Chauchat, J., Chareyre, B., Bonamy, C., & Hsu, T. - J. (2021). A two-fluid model for immersed granular avalanches with dilatancy effects. Journal of Fluid Mechanics, 925.
