Une description morphologique pr?cise des grains pour l'?tude num?rique des propri?t?s m?caniques du ballast ferroviaire

Résumé : Le ballast est la couche granulaire, form?e de grains rocheux irr?guliers de taille centim?trique, qui supporte la voie ferr?e par l'interm?diaire des traverses. Son r?le est crucial dans la transmission des efforts statiques et dynamiques impos?s par la circulation des trains vers le sol supportant la voie. Pour comprendre le ph?nom?ne de tassement du ballast, qui cro?t fortement avec la vitesse des trains, et qui entra?ne de co?teuses op?rations de maintenance, il est important de bien conna?tre l?influence de la morphologie des grains sur le comportement m?canique du ballast. C?est l?objectif de cette th?se, dans laquelle est d?velopp?e une technique innovante de caract?risation morphologique fond?e sur la d?composition orthogonale aux valeurs propres (? POD ?). Cette technique, appliqu?e ? des donn?es exp?rimentales d?taill?es (scans 3D) permet d?identifier un choix optimal de fonctions de forme. Il est alors possible de g?n?rer num?riquement des assemblages granulaires repr?sentatifs du ballast avec diff?rents degr?s de raffinement selon le nombre de fonctions de base retenu. Pour passer aux applications m?caniques, les grains, ainsi mod?lis?s par un nombre limit? de coefficients, doivent ensuite par une op?ration de maillage ?tre assimil?s ? des poly?dres convexes dont le comportement m?canique est simul? par la m?thode des ?l?ments discrets (dynamique des contacts, avec le logiciel LMGC90). On d?termine alors des caract?ristiques de base comme l'angle de frottement interne et la compacit? dans l'?tat critique de cisaillement quasi-statique maintenu. Ces propri?t?s sont stabilis?es ? partir d?un nombre assez faible de fonctions de forme (de l?ordre de 10). Dans le domaine de la description morphologique, l?approche fond?e sur la POD ouvre d?int?ressantes perspectives pour am?liorer les caract?risations usuelles. Elle permet de diff?rencier les ballasts selon leur degr? d?usure ou la carri?re dont ils proviennent. Elle conduit ?galement ? une m?thode d?identification des faces et des courbures des grains
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Thèse
Infrastructures de transport. Université Paris-Est, 2017. Français. 〈NNT : 2017PESC1164〉
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Soumis le : mardi 13 mars 2018 - 10:25:09
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Noura Ouhbi. Une description morphologique pr?cise des grains pour l'?tude num?rique des propri?t?s m?caniques du ballast ferroviaire. Infrastructures de transport. Université Paris-Est, 2017. Français. 〈NNT : 2017PESC1164〉. 〈tel-01730240〉

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