THESIS / THESE
Plasticité et désordre dans les milieux divisés :
Mousses et matériaux granulaires
Alexandre KABLA
soutenue le 10 septembre 2003
Résumé
Les soft-glassy systems constituent une classe de matériaux présentant de nombreuses caractéristiques mécaniques communes, liées à la présence d'un désordre structurel totalement ou partiellement figé. Ces matériaux regroupent entre autres les suspensions colloïdales et les émulsions concentrées, les polymères vitreux, les mousses et les matériaux granulaires. La réponse mécanique de ces matériaux amorphes dépend a priori fortement de leur état structurel particulier.
La première partie du manuscrit traite précisément, dans le cas d'une mousse 2D, du couplage entre structure statique et plasticité sous déformation. La réalisation d'une simulation numérique réaliste nous permet alors de distinguer deux tendances principales : aux petites déformations, les réarrangements de bulles engendrent une relaxation de la structure (élargissement du domaine élastique). Aux fortes déformations, la plasticité permet la relaxation de la contrainte imposée ; les réarrangements se localisent alors sur une mince région dont l'épaisseur typique est la taille d'une bulle. Cette étude nous conduit à proposer un scenario pour l'apparition de la bande de cisaillement.
La seconde partie s'intéresse à la microplasticité des
empilements granulaires. Par de faibles vibrations, nous induisons des micro-déplacements
de grains que nous détectons par une technique de diffusion multiple
de la lumière. La dynamique sondée présente de forts effets
de mémoire et s'avère indépendante de la densité
de l'empilement. Une interprétation en terme d'évolution lente
du réseau de forces permet de rendre compte de l'ensemble de nos observations.
Abstract
Disorder and plasticity in divided media: foams and granular materials
The strong coupling between static structure and mechanical response in divided
media makes difficult their rheological description. The first part of the manuscript
addresses this question, through a simulation of the quasistatic shearing of
bidimensional foams. Under low deformation, bubble rearrangements relax homogeneously
the structure. Under high deformation they are localized in a thin shear band.
This study leads us to propose a mechanism for the shear band instability. The
second part is dedicated to the micro-plasticity in granular materials. We detect,
by multiple light scattering, grains displacement induced by controlled low
amplitude vibrations. The probed dynamics exhibits strong memory effects and
is independent of the pile density. An interpretation in term of a slow evolution
of forces network accounts for our observations.
Support multimedia de la thèse
Cisaillement des mousses
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| Cisaillement alterné | ||
| Cisaillement continu | Manip.
, Simulation |
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