Dynamique de la ligne de contact d'un menisque d'helium-4 liquide sur un substrat desordonne de cesium

par ALEXIS PREVOST

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Etienne Rolley.

Soutenue en 1999

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Au cours de cette these, nous avons etudie la dynamique de la ligne de contact d'un menisque d'helium-4 liquide superfluide sur un substrat desordonne de cesium, au voisinage du seuil critique de decrochement. Pour un substrat de cesium evapore a basse temperature, nous avons montre que le mouvement de la ligne de contact etait active thermiquement. Ceci suggere que les mecanismes de dissipation d'energie sont localises au niveau de la ligne de contact et sont lies a sa dynamique intrinseque quand elle saute d'une configuration metastable a une configuration voisine. L'analyse de ce regime montre que l'echelle caracteristique du desordre est de l'ordre de 10 nanometres. Pour ce desordre nanoscopique, la ligne de contact, observee optiquement, apparait rectiligne et son mouvement apparait continu. Cependant, comme les defauts responsables du desordre piegent la ligne de contact, celle-ci est deformee et son mouvement se compose d'une succession d'avalanches. Pour etudier ce mode d'avancee, nous avons fabrique des substrats caracterises par un desordre microscopique. Des defauts de taille connue (typiquement 10 micrometres) sont distribues aleatoirement sur le substrat. Nous avons mesure la rugosite de la ligne de contact : en piegeage fort, l'exposant de rugosite est 1/2 en contradiction avec les resultats numeriques qui donnent 1/3. Sur un substrat binaire (defauts mouillants et non-mouillants), la rugosite est independante de l'angle de contact du menisque. L'analyse de la distribution des tailles des avalanches montre cependant une augmentation de ces tailles avec l'angle de contact. Ceci suggere que le rapport rigidite de la ligne sur energie de piegeage du desordre n'est pas le seul parametre qui controle la dynamique du menisque d'helium liquide sur le substrat de cesium. On peut penser que, le mouvement de la ligne etant peu dissipatif, l'inertie du liquide joue un role non negligeable.


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Informations

  • Détails : 140 p.
  • Annexes : 83 ref.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TH2014-014437
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