Résumé
La résistance au cisaillement dans les matériaux granulaires s'explique souvent à l'aide du critère de rupture de Mohr-Coulomb. Ce critère repose sur deux paramètres clés : l'angle de frottement interne et la cohésion. L'angle de frottement interne est généralement lié à la rugosité et à la forme des particules, tandis que la cohésion est associée aux forces d'adhérence agissant entre les grains. Des recherches récentes ont introduit un nouveau domaine d'étude, mettant l'accent sur le potentiel des effets cohésifs dans les matériaux granulaires, sans nécessiter de forces d'adhérence. Ces études ont montré que dans les systèmes composés de particules de formes allongées (telles que les particules en forme de bâtonnet) ou de formes très non convexes (comme les particules en forme d'étoile), des effets cohésifs macroscopiques peuvent se développer en conséquence de la forme des particules et du frottement de contact. Cette thèse présente une étude sur ce phénomène, communément appelé ``cohésion géométrique''.Nous avons étudié la stabilité des systèmes colonnaires en utilisant à la fois des expériences et des simulations numériques. Notre objectif est d’explorer la relation entre la forme des particules et le développement de la cohésion géométrique au sein du système.Nos résultats réaffirment, dans la continuité des études précédentes, que la forme des particules est un facteur clé dans l’émergence de la cohésion géométrique et apportent un nouvel éclairage sur ce phénomène. En faisant varier systématiquement la forme des particules au sein d'une famille géométrique donnée, nous avons pu déterminer les formes optimales pour lesquelles les effets de cohésion sont maximisés. Nous avons également mis en évidence une relation claire entre le frottement de contact et la cohésion géométrique.Enfin, nous avons analysé la densité et la connectivité des systèmes bidimensionnels, en identifiant les caractéristiques microstructurales qui favorisent l’émergence d’un comportement de type solide dans ce type de systèmes granulaires