Ondes de Biot dans les milieux granulaires non consolidés soumis à un processus de compaction
Résumé
Les milieux granulaires non consolidés sont des arrangements de billes élastiques non cohésives plongées dans un fluide, lair ou leau par exemple. Les paramètres élastiques du squelette solide formé par les billes reliées par leurs contacts sont difficiles à caractériser en raison de la fragilité de ce squelette et de la grande variabilité des mesures selon létat du milieu. Les méthodes acoustiques, par leur caractère non destructif à faibles amplitudes dexcitation, offrent la possibilité dun sondage de lélasticité des milieux granulaires résolu en temps, en espace et extrêmement sensible. Afin de mieux contrôler létat du milieu sondé, un processus de compaction est utilisé, et permet de parcourir un ensemble assez bien caractérisé détats différents du milieu. Expérimentalement, des billes élastiques millimétriques sont saturées par de lair, et un couplage acoustique entre le squelette solide et ce fluide est observé après excitation acoustique par un transducteur piézo-électrique en contact direct avec les billes et lair. Un modèle de propagation dondes de Biot pour ce type de milieu permet de rendre compte des observations expérimentales, et ceci à différentes étapes du processus de compaction. Le modèle développé permet didentifier les influences prépondérantes de différents paramètres du milieu dans différentes zones de fréquences acoustiques. Il est attendu que ces résultats guident les futures expériences de sondage acoustique des milieux granulaires, selon les paramètres acoustiques recherchés. Enfin, le phénomène non linéaire de génération dharmonique deux avec couplage de Biot est étudié théoriquement et expérimentalement. Ce modèle basé sur une faible non-linéarité quadratique dans le squelette solide est brièvement présenté et les résultats obtenus sont comparés aux résultats expérimentaux. Les limites du modèle sont liées à la méconnaissance des paramètres du squelette solide, à lhypothèse de faible non-linéarité et à la diffusion notamment.