Dynamique d'effondremnt de colonnes granulaire dans l'air

Membres: I. Le Pivert--Jolivet, W. Sarlin, C. Morize et P. Gondret

Collaborations: A. Sauret (UCSB)

Les effondrements gravitaires impliquant de grandes quantités de matériaux granulaires denses, tels que les glissements de terrain, avalanches ou chutes de blocs, représentent dans un contexte géophysique des aléas naturels majeurs. La compréhension de leurs dynamiques complexes constitue donc un enjeu essentiel pour l’évaluation des risques.

Dans ce travail, nous présentons des expériences sur l’effondrement de colonnes granulaires sèches quasi-bidimensionnelles sous l’effet de la gravité, où la vitesse de libération des grains ainsi que le rapport d’aspect de la colonne sont variés afin d’étudier la dynamique de la chute des grains. À vitesse de libération élevée, les lois d’échelle classiques décrivant le dépôt final sont retrouvées, ce qui signifie qu’elles sont représentatives d’un régime analogue à la chute libre. Pour des rapports d’aspect suffisamment grands, le sommet de la colonne subit un mouvement globalement analogue à une chute libre. De plus, pour l’ensemble des expériences, les grains en chute s’étalent également horizontalement dans un mouvement analogue à une chute libre, et le temps caractéristique d’étalement est relié à l’extension horizontale atteinte par le dépôt à toutes les altitudes. À faible vitesse de libération, un état quasi-statique est observé, avec des lois d’échelle pour la géométrie finale identiques à celles du régime visqueux des écoulements granulo-fluides.