Electrical conductance of a 2D packing of metallic beads under thermal perturbation

Electrical conductivity measurements on a 2D packing of metallic beads have been performed to study internal rearrangements in weakly pertubed granular materials. Small thermal perturbations lead to large non gaussian conductance fluctuations. These fluctuations are found to be intermittent and gathered in bursts. The distributions of the waiting time between to peaks is found to be a power law inside bursts. The exponent is independent of the bead network, the intensity of the perturbation and external stress. these bursts are interpreted as the signature of individual bead creep rather than collective vaults reorganisations. We propose a simple model linking the exponent of the waiting time distribution to the roughness exponent of the surface of the beads.Comment: 7 pages, 6 figure

Exact Solutions of a Model for Granular Avalanches

We present exact solutions of the non-linear {\sc bcre} model for granular avalanches without diffusion. We assume a generic sandpile profile consisting of two regions of constant but different slope. Our solution is constructed in terms of characteristic curves from which several novel predictions for experiments on avalanches are deduced: Analytical results are given for the shock condition, shock coordinates, universal quantities at the shock, slope relaxation at large times, velocities of the active region and of the sandpile profile.Comment: 7 pages, 2 figure

Stresses in silos: Comparison between theoretical models and new experiments

We present precise and reproducible mean pressure measurements at the bottom of a cylindrical granular column. If a constant overload is added, the pressure is linear in overload and nonmonotonic in the column height. The results are {\em quantitatively} consistent with a local, linear relation between stress components, as was recently proposed by some of us. They contradict the simplest classical (Janssen) approximation, and may pose a rather severe test of competing models.Comment: 4 pages, 2 figures, final version to appear in Phys. Rev. Let

La physique des tas de sable.

Ce travail porte sur la description de la manière dont les forces se propagent dans les milieux granulaires comme le sable. Cette catégorie de matériaux est en fait très vaste, et pouvoir prédire de manière satisfaisante la répartition des contraintes au sein d'un système granulaire est un enjeu industriel réel et concret. Or ceci est difficile. Une des raisons en est que cette répartition est très inhomogène : les forces que l'on applique à un empilement sont majoritairement supportées et véhiculées par une fraction seulement des grains, qui forment alors de véritables chaînes de force – ou voûtes. Il en découle par exemple que le profil de pression sous un tas de sable dépend de la manière dont celui-ci a été construit.
Pour décrire quantitativement ces effets, nous avons proposé une relation phénoménologique de friction entre les voûtes. Les équations différentielles qui en résultent sont de type hyperbolique. Cela signifie en particulier qu'il existe des lignes privilégiées de propagation appelées caractéristiques, que nous avons fait coïncider avec ces voûtes. Ces modèles reproduisent bien les données expérimentales, et permettent entre autres d'expliquer la présence d'une dépression au centre du tas lorsque celui-ci est construit avec un entonnoir. Ils améliorent également les prédictions du modèle de Janssen pour le silo.
Nous nous sommes aussi intéressés aux fluctuations de ces contraintes, et nous avons mis en évidence le caractère fragile – i.e. réarrangeant – d'un empilement granulaire. Ceci a particulièrement été étudié au sein d'un modèle scalaire très simple qui permet de visualiser les variations de la structure interne d'un système granulaire et les changements dans la distribution des forces qui en résulte