Résumé :
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La rheologie des laves torrentielles,coulees boueuses et rocailleuses qui surviennent dans le lit des torrents de montagne,est la base necessaire aux progres dans la connaissance de ces ecoulements et dans le prevention et la protection contre les catastrophes qu'ils provoquent.Les materiaux etudies,melanges d'eau,d'argiles,et de grains solides de toutes tailles,sont des fluides tres visqueux et complexes.La presente etude fournit d'une part une approche des lois de comportement des suspensions et dispersions concentrees en general,des melanges boueux fins ou grossiers,et des mecanismes microstructuels qui permettent de les expliquer;et d'autre part,propose une methode d'etude et une classification des lois de comportement des laves torrentielles.Apres avoir passe en revue les connaissances acquises concernant les laves torrentielles il apparait raisonnable de les considerer,a une certaine echelle d'observation,comme des fluides,qui sont en l'occurence des suspensions et dispersions concentrees.La rheometrie de ce type de fluides,qui possedent un seuil de contrainte et sont eventuellement thixotropes,est delicate.De nombreuses precautions doivent etre prises et des procedures speciales doivent etre mises en oeuvre.Un premier type de fluide modele,les dispersions tres concentrees dans un fluide de faible poids moleculaire,a ete etudie.Un modele fonde sur les evolutions de la microstructure,tenant compte de la formation et des ruptures de flocs elastiques de particules,est propose pour decrire le comportement de ces melanges.Ce modele s'applique bien entre autres aux melanges eau-bentonite,predit et explique le minimum de la loi de comportement (instabilite) en cisaillement simple de ces melanges,et decrit le passage du regime statique a l'ecoulement par une transition continue.Ce modele est susceptible d'expliquer les caracteristiques particulieres des ecoulements de fluides hyperconcentres observes en Chine.Un second type de fluide modele,les suspensions tres concentrees,a ete etudie.Un modele tenant compte des interactions au niveau de la microstructure,frottements secs et dissipations visqueuses au sein du fluide interstitiel,et des evolutions de la confideration des particules,est propose pour decrire le comportement de ces melanges.Ce modele s'applique bien a des melanges d'eau,d'argiles et de billes de polystyrene,et predit et explique aussi le minimum de la loi de comportement (instabilite) de certains de ces fluides en cisaillement simple.La rheologie des melanges boueux fins naturels est etudiee.On montre que la loi de comportement en cisaillement simple peut etre tres bien decrite par un modele de Herschel-Bulkley avec une puissance du gradient de vitesse inferieur a 0,5.Pour etudier directement la rheologie de melanges boueux plus grossiers,un rheometre de grande taille,avec une geometrie cylindres coaxiaux (diametre exterieur 1,2m,diametre interieur 0,8m),a ete construit.Des experiences de rheometrie sur des depots de laves torrentielles ont permis de montrer que le comportement de ces melanges pouvait etre stable (suivant une loi de Herschel-Bulkley),ou instable.
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