Offre de stage de M2 Modélisation de l’écoulement de fibres en interaction avec des grains
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Les mélanges de fibres et de grains sont présents dans de nombreux matériaux. Les constructions en terre crue incluent souvent une proportion importante de fibres ou de paille. Dans le domaine des matériaux ou en pharmacie, les fibres de nanocellulose sont utilisées comme additifs associés à des poudres. En génie civil, des fibres de synthèse, ou géotextiles, permettent de stabiliser les talus ou les berges. Enfin, dans le contexte du recyclage de matériaux incluant des fibres (bois, fibres de verre, de carbone), une étape de broyage est en général mise en œuvre avant de séparer les fibres et les constituants sous forme de grains. Figure : Vestiges de la muraille de Chine associant fibres de roseau et sable dans le désert de Gobi (crédit photo Leon Petrosjan), Exemple de simulation d’une fibre confinée dans un lit de grain (méthode des éléments discrets). Dans ces différents exemples, les fibres contribuent fortement à la résistance mécanique des matériaux, notamment via leurs propriétés intrinsèques (longueur, rigidité, seuil de rupture), leur comportement collectif à travers les effets d’enchevêtrement ou la formation d’agrégats cohésifs. Au sein de l’UMR IATE, l’équipe PhyProDiv a une expertise forte sur la modélisation numérique des milieux granulaires en tenant compte de la complexité des formes des particules. Un modèle numérique de type éléments discrets a récemment été développé et utilisé pour étudier la rhéologie d’assemblage de fibres flexibles confinées. L’objectif de ce stage est d’étudier le comportement de fibres dispersées dans un lit de grains. On s’intéressera notamment au rôle des proportions de fibres et de grains, mais aussi à la déformation des fibres lors de l’écoulement en lien avec leur rigidité. Les simulations permettront d’explorer les effets de la longueur des fibres et de leur épaisseur. Il s’agira de mettre en œuvre des analyses rhéologiques du comportement de ces systèmes, de l’échelle des contacts à l’échelle macroscopique. Les calculs pourront être effectués sur le supercalculateur régional MESO@LR. Le candidat ou la candidate sera issu.e d’une formation en physique ou mécanique ou mathématiques appliquées, avec un intérêt marqué pour les approches numériques. Des compétences en programmation seront fortement appréciées.
L’encadrement sera assuré par Jean-Yves Delenne, Xavier Frank, Virginie Hugouvieux et Komlanvi Lampoh.
Le stage se déroulera dans les locaux de l’UMR IATE, à Montpellier (campus de la Gaillarde, Institut Agro Montpellier). Il devra débuter au premier trimestre 2024. Rémunération : environ 560 €/mois
Contacts : Virginie Hugouvieux et Komlanvi Lampoh virginie.hugouvieux@inrae.fr komlanvi.lampoh@inrae.fr