Modélisation numérique de l'érosion interne

Un modèle numérique de couplage hydromécanique est basé sur un couplage de la méthode des éléments discrets (DEM) avec une formulation en volumes finis, à l’échelle des pores (PFV), du problème de l’écoulement d’un fluide visqueux incompressible. Le solide est modélisé comme un arrangement de particules sphériques avec des interactions de type élasto-plastique aux contacts solide-solide. On considère un écoulement de Stokes incompressible, en supposant que les forces inertielles sont négligeables par rapport aux forces visqueuses. La géométrie des pores et leur connectivité sont définies sur la base d’une triangulation régulière des sphères, qui aboutit à un maillage tétraédrique. La définition des conductivités hydrauliques à l’échelle des pores est un point clef du modèle. Une importance particulière réside dans les lois d’interactions fluide-solide permettant de déterminer des forces de fluide appliquées sur chacune des particules, tout en assurant un coût de calcul acceptable pour la modélisation en trois dimensions avec plusieurs milliers de particules. Une approche numérique pour analyser les mécanismes d’érosion interne est finalement présentée.