Description

Les matériaux granulaires classiques, tels que les sols ou le béton, tirent leur cohésion des forces adhésives qui lient les grains entre eux, transformant le réseau de contacts en un système de contraintes de traction et de compression. Bien qu'efficace, ce mécanisme repose sur une adhérence irréversible et consommatrice d'énergie. Un nouveau paradigme fascinant a récemment vu le jour : la cohésion géométrique, c'est-à-dire l'émergence spontanée d'une cohésion macroscopique dans des assemblages de grains non convexes — enchevêtrés et imbriqués — sans aucune interaction adhésive. Ces matériaux métagranulaires peuvent former des structures autoportantes et résistantes qui présentent une résistance à la traction, une compliance et une stabilité induite par leur forme. Le projet ANR Exo2GeCo vise à explorer les origines de la cohésion géométrique et à identifier les conditions géométriques et mécaniques fondamentales qui la font naître. Pour y parvenir, le projet combine des simulations numériques et des investigations expérimentales afin d'établir un cadre unifié reliant la géométrie à l'échelle des grains, les réseaux de forces et la résistance macroscopique.

Compétences requises

Les candidats doivent être titulaires d'un master en génie mécanique, physique, science des matériaux ou génie civil. Pour le doctorat 1, de solides compétences en modélisation numérique (DEM, Python/C++) et un intérêt pour la mécanique computationnelle sont attendus. Pour le doctorat 2, une expérience en mécanique expérimentale, en impression 3D et en mesures basées sur l'image (DIC/DVC, tomographie) sera appréciée. Les deux candidats doivent être curieux, autonomes et motivés par la recherche interdisciplinaire combinant la physique des granulats, la science des matériaux, la physique et le génie civil. La maîtrise de l'anglais est requise ; la connaissance du français est un atout.

Bibliographie

Weiyi Wang Phd : https://theses.fr/2024UMONS051
David Aponte Phd : https://theses.fr/2024UMONS049

Mots clés

Granulaire, Sructure, Cohésion, Modélisation en Elements Discrets