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Formation de cratères d'impact

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Personnes impliquées: Y. Bertho, P. Gondret, A. Seguin
Collaboration: J. Crassous


Les cratères que l'on observe à la surface de la Terre, de la Lune ou de Mars sont généralement attribués à l'impact de météorites. Nous étudions par analyse et traitement d'images, l'impact d'un projectile dans un milieu granulaire modèle constitué de billes de verre. La dynamique du projectile durant l’impact est déterminée par une technique de corrélation d’images (PIV) et comparée à un modèle simple incluant une loi de type hydrostatique décrivant une force qui croît linéairement avec la profondeur de pénétration du projectile dans le milieu granulaire, une dissipation visqueuse dans les grains et une force provenant des collisions grains/projectile. Des simulations en dynamique moléculaire, c'est-à-dire sans friction entre grains, montrent que l’on retrouve les lois d’échelle observées expérimentalement, suggérant que, contre toute attente, le frottement joue un rôle secondaire sur la loi de comportement décrivant la pénétration d’un projectile dans le milieu granulaire. Par ailleurs, nous montrons qu’un confinent radial (i.e. taille du récipient contenant les grains) influence fortement la profondeur de pénétration du projectile. La présence de parois proches réduit la pénétration et nous avons montré que la distance caractéristique décrivant la portée de ces effets de paroi est de l’ordre du diamètre du projectile. Des simulations de dynamique des contacts (DEM) confirment ses résultats et mettent en évidence le rôle joué par la friction solide entre grains sur la dynamique de pénétration.



Impact d'un projectile dans un milieu granulaire sec



Publications internationales à comité de lecture

 ♦  Sphere penetration by impact in a granular medium: A collisional process PDF | Digital Object Identifier
A. Seguin, Y. Bertho, P. Gondret and J. Crassous, EPL 88, 44002 (2009)
 ♦  Influence of confinement on granular penetration by impact PDF | Digital Object Identifier
A. Seguin, Y. Bertho and P. Gondret, Phys. Rev. E 78, 010301(R) (2008)

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