Abstract

Nous étudions le déplacement d'un objet dans un milieu granulaire dense à vitesse constante. Dans différentes expériences à vitesse de déplacement imposée, nous mesurons d’une part la force de traînée sur l’objet, d’autre part le champ de vitesse des grains autour de l’objet et le champ des forces entre grains. Le dispositif expérimental au laboratoire FAST permet le déplacement vertical d’un objet dans un empilement de billes de verre et la mesure de la force de traînée et du champ de vitesse des grains par PIV [1]. Dans des expériences récentes, nous nous sommes intéressés à l’influence du confinement de l’empilement et du sens de déplacement de l’objet (sphère ou cylindre). Les effets de parois et de gravité sont importants pour la force sur l’objet qui est trouvée très différente dans les situations de pénétration et extraction. Différentes configurations ont été explorées en modifiant d’une part la proximité des parois latérales limitant l’empilement, d’autre part la condition de surface libre de l’empilement en une condition de paroi rigide. Le dispositif expérimental au SPHYNX (SPEC-CEA Saclay) permet le déplacement horizontal d’un gros disque dans une couche 2D de petits disques photoélastiques vibrés. Cette technique permet de mesurer le champ de forces entre grains [2] et ainsi de comprendre l’origine spatiale de la force de traînée sur l’objet. Nous étudions l’influence d’une part de la compacité et de la vibration (température) de la couche, d’autre part de la taille de l’objet sur la force de traînée et les champs de force entre grains. [1] A. Seguin et al., Phys. Rev. Lett. 107, 048001 (2011) [2] C. Coulais et al., submitted to Phys. Rev. Lett. (2012) arxiv 1202.5687