Note ABES Étude numérique de la migration des particules fines dans les sols granulaires sous processus de couplage hydro-mécanique Numerical investigation of fine particle migration in granular soils under hydro-mechanical coupling processes Érosion interne Remblais Couplage DEM-DFM Migration des particules fines Gradient hydraulique Pression de confinement Internal erosion Embankments DEM-DFM coupling Fine particle migration Hydraulic gradient Confining pressure Milieux granulaires Érosion Remblais Érosion Stabilité Interaction fluide-structure Simulation par ordinateur Fines Microstructure (physique) 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. 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. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 13761588 https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/EDENGSYS/2025/2025ULILN017.pdf http://www.theses.fr/2025ULILN017/abes https://theses.hal.science/tel-05473720 https://theses.hal.science/tel-05473720 https://theses.hal.science/tel-05473720 https://theses.hal.science/tel-05473720 He Shanshan He 1997-07-04 CN 293220530 https://theses.fr/2025ULILN017 2025ULILN017 https://doi.org/10.70675/a13a6691z8826z48ebz9f73za5ff7831961c 2025-10-03 Génie civil Université de Lille (2022-....) 259265152 Doctorat Docteur es non oui Bian Hanbing MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 122255569 Zaoui Ali MADS_PRESIDENT_DU_JURY 142347930 Dong Hui MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 293220131 Jia Yun MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 108458016 Giot Richard MADS_RAPPORTEUR_1 086166883 Daouadji Ali MADS_RAPPORTEUR_2 150568096 École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 25860221X LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 249848 161607160 China Scholarship Council (Chine) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_2 202909514 ddc:620 Bian Hanbing Zaoui Ali Dong Hui Jia Yun Giot Richard Daouadji Ali École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....) LGCgE -Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement China Scholarship Council (Chine) PDF 13761588