Effet d'une faible température sur les mécanismes élémentaires de la déformation plastique dans les matériaux amorphes

Effect of finite temperatures on the elementary mechanisms of plastic deformation in amorphous materials

• Auteur / Autrice : Joyjit Chattoraj
• Direction : Anaël Lemaître
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 23/09/2011
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Navier (Paris-Est) - Navier - Navier
• Jury : Président / Présidente : Reinhard Hohler
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anaël Lemaître, Jean-Louis Barrat, Christiane Caroli
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Itamar Procaccia, Nicholas Bailey

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déformations (mécanique)

Cisaillement (mécanique)

Systèmes mésoscopiques

Effets de la température

Matériaux amorphes

Mots clés libres

Solides amorphes

Déformation plastique

Transformations Eshelby

Comportement d'avalanche

Amorphous solids

Plastic deformation

Eshelby transformations

Avalanche behavior

Résumé

Par la mise en œuvre de simulations numériques d'un modèle bidimensionnel de verre de Lennard-Jones, nous étudions l'effet de la température sur les mécanismes élémentaires de la déformation dans les matériaux amorphes. Nous présentons un ensemble très complet de données couvrant plusieurs décades de taux de cisaillement à différentes températures en dessous et jusqu'à la transition vitreuse. Les mesures, qui portent sur la diffusion transverse, la contrainte macroscopique ainsi que sur des champs mésoscopiques (déformation, contrainte) et leurs corrélations spatiales, conduisent à proposer que la dynamique des avalanches identifiée précédemment dans les simulations athermiques continue d'être à l'œuvre - en restant presque inchangée - jusqu'à la transition vitreuse. Nous arguons que dans la gamme de paramètres utilisée l'effet des fluctuations thermiques revient à déplacer les seuils auxquels les événements dissipatifs se produisent, ce qui se traduit par une forte baisse du niveau de contrainte macroscopique aux températures les plus basses

Using numerical simulations of a model two-dimensional Lennard-Jones glass, we study the effect of small temperatures on the elementary mechanisms of deformation in amorphous materials. A very extensive data set covering several decades of shear rate at various temperatures below and up to the glass transition was compiled. Measurements, which include transverse diffusion, macroscopic stress, and coarse-grained fields (strain, stress) and their spatial correlations, lead us to propose that the avalanche dynamics previously identified in athermal simulations continues to be at work -- and nearly unchanged -- up to the glass transition. It is then argued that in this range, thermal fluctuation essentially shift the strains at which dissipative events take place, which results in a sharp drop of the macroscopic stress level at the lowest temperatures