Avalanche de grains en présence d'obstacles
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Nous étudions expérimentalement l’influence d’une forêt d’obstacles sur le processus d’avalanche d’une couche de grains sur un plan incliné. Cette forêt d’obstacles (qui peut être vue comme l’analogue de la végétation dans un milieu naturel) a une influence stabilisatrice majeure sur la couche granulaire par cette forêt d’obstacles, avec une augmentation de l’épaisseur moyenne de la couche de grains pour un angle d’inclinaison donné. Une modélisation de l’angle de démarrage ou d’arrêt d’avalanche a été entreprise, en considérant le bilan des forces s’exerçant sur une couche de grains en écoulement, soumise à la gravité et au frottement solide avec le fond du canal. La prise en compte d’un terme correctif représentant le frottement induit par les obstacles sur la couche de grains en écoulement permet de rendre compte de manière satisfaisante la modification des angles d’avalanche par rapport au cas sans obstacle. Ce terme de friction additionnel dans les équations régissant la stabilité de la couche de grains est proportionnel à la taille des obstacles, à l’épaisseur de la couche de grains coulante et inversement proportionnel au carré de la distance entre obstacles. De plus, le modèle proposé conduit à une épaisseur coulante très localisée, de l’ordre de la taille du grain, compatible avec d’autres observations expérimentales d’écoulements granulaires sur pentes ou autour d’obstacles.
Publication internationale à comité de lecture
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Stability of a granular layer on an inclined "fakir plane" |
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J. Benito, Y. Bertho, I. Ippolito and P. Gondret, EPL 100, 34004 (2012) |
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