Transition et separation de phase dans les systemes cristaux liquides

par Yves Lansac

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de FRANCOISE FRIED.

Soutenue en 1993

à Nice .

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  • Résumé

    Cette these concerne l'etude de la dynamique des transitions et separations de phase dans des corps purs cristaux liquides (chaines de polymere semi-rigide de degre de polymerisation n et de longueur de persistance q ou petites molecules) et des melanges binaires dont l'un des constituants peut etre mesomorphe. Dans la premiere partie, nous derivons une energie libre tres generale, a partir d'un formalisme base sur les integrales fonctionnelles. Cette energie libre tient compte de plus des inhomogeneites spatiales du milieu par l'introduction de termes de variations spatiales des parametres d'ordre du systeme, a savoir les concentrations volumiques de chaque constituant et les orientations moyennes des molecules de cristaux liquides par rapport a un directeur fixe, unique dans le milieu. Nous etudions ensuite les points d'equilibre en fonction des parametres pertinents des differents systemes envisages ainsi que leurs evolutions dynamiques, gouvernees par des equations aux derivees partielles non lineaires, de type cahn-hilliard dans le cas d'un melange non mesomorphe pour lequel le parametre d'ordre (concentration) est conservatif, de type ginzburg-landau reel pour un corps pur cristal liquide nematique dont le parametre d'ordre orientationnel moyen est non conservatif et par un couplage de ces deux equations dans le cas d'un melange dont l'un des composants est mesomorphe. Du fait des non-linearites presentes, ces equations sont simulees numeriquement a 2 d, a l'aide d'un calculateur massivement parallele (connection machine cm 200 a l'inria sophia-antipolis). Les differentes structures apparaissant lors des processus dynamiques en fonction des parametres pertinents sont visualises et leurs lois d'evolution sont donnees. Dans la derniere partie, nous etudions, toujours a l'aide de simulation numerique, la transition de phase dans des corps purs thermotropes, nematiques ou cholesteriques, en tenant compte des variations spatiales du directeur. Les equations dynamiques sont de type ginzburg-landau pour un parametre d'ordre tensoriel et nous visualisons la transition de phase ainsi que les defauts caracteristiques de ce type de materiaux


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  • Détails : 239 P.
  • Annexes : 79 REF.

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