Un modèle de frottement solide sec par multistabilité de milieux élastiques

Elastic media multistability model for solid dry friction

• Auteur / Autrice : Anne Tanguy
• Direction : Stéphane Roux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Nous presentons dans ce memoire quelques resultats ayant trait a la dynamique deterministe d'un milieu elastique tire sur une surface d'accrochage. Ce travail etait initialement motive par une etude du frottement solide sec. Dans un modele recent propose par c. Caroli et p. Nozieres (1995), l'energie dissipee par frottement resulterait entierement du comportement hysteretique des asperites en surface des solides, suite a l'action concurrente d'une force de rappel elastique (elasticite en volume des solides et raideur de la machine de traction) et d'une force d'accrochage non lineaire entre asperites de surfaces differentes. Ainsi formule, le probleme theorique du frottement se rattache a l'etude d'autres systemes a seuil tels que la propagation de fracture dans un milieu heterogene, le mouillage des surfaces sales, le decrochage de parois magnetiques ou des reseaux de vortex dans les supraconducteurs de type ii, les ondes de densite de charge, la reponse en cisaillement d'une emulsion concentree nous detaillons dans ce memoire, grace a un travail analytique et numerique, le role joue par la dimensionnalite de l'interface (en particulier sur le deploiement du diagramme de bifurcation associe a l'instabilite d'une asperite isolee), le role joue par les symetries et par les correlations spatiales de la force d'accrochage (rugosite), ainsi que l'effet organisateur des interactions elastiques a longue portee et l'influence du mode d'entrainement. Nous avons en particulier compare la longueur ou se produit l'instabilite elastique a la longueur de larkin, traditionnellement prise comme longueur caracteristique des effets collectifs. Nous avons aussi mis en evidence, dans le regime d'accrochage fort, une transition controlee par la portee des interactions, entre un regime de type champ moyen (auquel pourrait appartenir le frottement) et un regime de type laplacien (plus propre a decrire les reseaux de vortex par exemple).