Rupture de matériaux mous : De l’élasticité linéaire à l’endommagement aux échelles microscopiques
Auteur / Autrice : | Maxime Lefranc |
Direction : | Elisabeth Bouchaud |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Physique |
Date : | Soutenance le 19/02/2015 |
Etablissement(s) : | Paris 11 |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physique de la région parisienne (....-2013) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Gulliver (Paris) |
Jury : | Président / Présidente : Emmanuel Trizac |
Examinateurs / Examinatrices : Elisabeth Bouchaud, Emmanuel Trizac, Jean-Louis Barrat, Serge Mora, Jay Fineberg, François Hild, Peter Schall | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Louis Barrat, Serge Mora |
Mots clés
Résumé
Notre nouvelle approche expérimentale consiste à étudier la fissuration de matériaux mous, principalement des gels polymériques et colloidaux, qui ont des tailles microstructurales micrométriques. Cette augmentation de la taille microscopique va avoir pour conséquence d’augmenter la taille de la zone de process et va rendre son observation plus facile avec des moyens standard de microscopie (à transmission et confocale).Pour se faire, nous avons mis au point un nouveau dispositif expérimental pour étudier la propagation de fissures dans des matériaux mous. Cette expérience permet de faire croître une fissure de manière contrôlée dans un échantillon mou et d’inspecter la pointe de fissure à haute résolution pour des fissures se propageant entre 1 µm/s and 1cm/s. En travaillant avec des gels de polymère physiques, nous avons analyse la forme de fissure ainsi que les champs de déplacement proches pointe (en utilisant des techniques de corrélation d’image) à petites et grandes échelles et à différentes vitesses. Nous avons montré qu’il existait une séparation d’échelles spatiales entre les échelles où l’élasticité linéaire s’applique, les échelles auxquelles les non linéarités émergent et les échelles auxquelles la dissipation se produit. Cette dernière échelle n’a pas pu être investigué dans le cas de gels polymériques. De récentes expériences sur des gels colloïdaux, ayant une longueur micro-structurale plus grande que celle des gels polymers, montre que nous sommes capables de sonder en temps réel les échelles d’endommagement lors de la fissuration.