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Séminaire général du Département de physique

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Fracture fragile versus fracture fluide dans les fluides complexes : le paradigme expérimental des réseaux transitoires auto-assemblés
Christian Ligoure (Montpellier II)

4 juin 2009

Ductilité et fragilité caractérisent la nature du mécanisme de fracture dans les solides sous tension lorsqu’ils subissent des dommages irréversibles. Les solides fragiles rompent "brutalement" dans un régime élastique au-dessus d’une contrainte-seuil, tandis que les solides ductiles se déforment plastiquement avant de fracturer. La théorie de Griffith, fondée sur la préexistence de micro-craquelures dans les solides, constitue une description simple et convaincante de la fracture fragile. La ductilité, quant à elle, implique l’existence de mécanismes mésoscopiques spécifiques permettant des réarrangements locaux (fluage) qui préservent cependant en moyenne la microstructure du solide. Parler de fracture fragile pour des fluides visco-élastiques semble a priori paradoxal dans la mesure où, comme tous les liquides, ils accommodent des déformations arbitrairement grandes après un temps de relaxation fini. Les réseaux transitoires auto-assemblés peuvent être définis comme des matériaux complexes formant spontanément des réseaux réversibles tridimensionnels, capables de transmettre transitoirement des forces élastiques sur des distances macroscopiques. Je montrerai que deux types de fluides modèles appartenant à cette classe de matériaux et ayant les mêmes propriétés rhéologiques linéaires très simples (mêmes fluides de Maxwell) exhibent les deux types de fracture (fragile versus ductile) comme le font les solides. Le mécanisme de la fracture fragile sera analysé en détail, à la fois expérimentalement et théoriquement ; je montrerai, en particulier, que dans ces fluides la fragilité trouve son origine dans les fluctuations thermiques de la distribution des liens de leur microstructure. Enfin, je présenterai des résultats préliminaires sur la transition ductile/fragile à partir d’un système original que nous avons formulé et qui intègregre à la fois la microstructure du fluide fragile et du fluide ductile.

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Non disponible Christian Ligoure (Montpellier II)
Christian Ligoure est professeur de physique à l’université Montpellier II, chercheur au Laboratoire des colloïdes, verres et nanomatériaux (LCVN), UMR 5587 du CNRS.