• Langue : Anglais
• Discipline : Génie civil
• Identifiant : 2025ULILN017
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 03/10/2025

Résumé en langue originale

L'érosion interne constitue une cause majeure de défaillance des digues et barrages en terre, menaçant la sécurité des infrastructures et représentant un risque pour les vies humaines et les biens. Cette thèse étudie les mécanismes micromécaniques de l'érosion interne dans les sols granulaires à travers une approche combinant des expérimentations en laboratoire et des modélisations numériques. L'accent est mis sur l'influence des conditions de charge hydraulique, de la teneur en fines, de la porosité, de la pression de confinement et de la texture du sol sur la progression de l'érosion et l'évolution de la structure du sol.Une série d'essais ont été réalisés pour analyser les effets du gradient hydraulique et de la distribution granulométrique sur la migration des particules fines. Des techniques d'imagerie haute résolution ont permis de caractériser les motifs d'érosion à l'échelle des pores. Un critère de stabilité interne modifié, intégrant la porosité et la gradation, est proposé.Pour approfondir la compréhension des mécanismes d'érosion interne, un modèle couplé Discrete Element Method et Dynamic Fluid Mesh (DEM & DFM) a été développé et calibré à partir des observations expérimentales. Ce modèle permet de simuler les interactions dynamiques entre les phases solide et fluide au cours de l'érosion interne, et d'analyser l'influence de paramètres hydrauliques et microstructuraux tels que la porosité, le gradient hydraulique et la teneur en fines sur le mouvement des particules et l'évolution de la structure granulaire. Le cadre numérique est ensuite étendu pour prendre en compte l'érosion sous pression de confinement et pour différentes textures de sol.Les résultats de cette recherche contribuent à une meilleure compréhension des processus d'érosion interne et soutiennent le développement d'outils de prédiction plus fiables pour l'évaluation de la stabilité interne des structures géotechniques.

Résumé traduit

Internal erosion is a major cause of failure in earth embankments and levees, threatening infrastructure safety and posing risks to human lives and property. This thesis investigates the micro-mechanical mechanisms of internal erosion in granular soils through a combination of experimental and numerical approaches. Emphasis is placed on understanding how hydraulic loading conditions, fine particle content, porosity, confining pressure, and soil texture influence erosion progression and soil structure evolution.A series of tests were conducted to examine the effects of hydraulic gradient and particle size distribution on fine particle migration. High-resolution imaging techniques were employed to characterize pore-scale erosion patterns, and a modified internal stability criterion was proposed, incorporating porosity and gradation.To gain deeper insight into internal erosion mechanisms, a coupled Discrete Element Method and Dynamic Fluid Mesh (DEM & DFM) model was developed and calibrated using experimental observations. The model captures the dynamic interactions between solid and fluid phases during internal erosion and is used to analyze the influence of microstructural and hydraulic parameters such as porosity, hydraulic gradient, and fine content on particle movement and the evolution of the granular skeleton. The numerical framework is further extended to account for erosion under confining pressure and varying soil textures.The findings of this research contribute to a better understanding of internal erosion processes and support the development of more reliable predictive tools for assessing internal stability in geotechnical structures.