Etude expérimentale et simulation numérique de la résistance au cisaillement des sables avec le Code PFC

Abstract

Cette étude porte sur la résistance au cisaillement des sables, purs et mélangés avec de l'argile kaolinite à des taux de 5 %, 10 % et 15 %, respectivement à travers une approche expérimentale et une simulation numérique utilisant le code PFC (Particle Flow Code). Deux types d’essais ont été réalisés : l’essai de cisaillement direct et l’essai cyclique, appliqués sur le sable de Tébessa et le sable normalisé.

La simulation numérique repose sur la méthode des éléments discrets, en intégrant un modèle linéaire de résistance au roulement afin de représenter l’effet d’enchevêtrement entre les grains. L’étude met en évidence l’influence de la teneur en kaolinite sur le comportement mécanique des matériaux granulaires. Les courbes de cisaillement montrent une croissance suivie d'une stabilisation autour de 2 mm de déplacement.

Pour des contraintes normales de 100 et 200 kPa, les résultats numériques sont en bon accord avec les essais expérimentaux. À 300 kPa, les courbes coïncident jusqu’à 2 mm, après quoi la courbe expérimentale continue à augmenter tandis que la courbe simulée diminue légèrement puis se stabilise. Ces résultats confirment la capacité de la modélisation numérique à représenter fidèlement le comportement des sols mixtes sable-kaolinite, tout en soulignant certaines limites à haute contrainte.