GDR MePhy

9:15 accueil des participants

• 9:30-10:15 D. Bonamy Rupture des matériaux désordonnés fragiles
• 10:15-11:00 L. Boué/F.Corson Vers une physique statistique du froissage élastique/ Mécanique et morphogenèse des réseaux de nervures.

Pause café

• 11:30-12:15 A. Prevost Mécanique du contact à une interface rugueuse élastomère-verre
• 12:15-13:00 V. Lazarus Fissures et craquelures

Repas

• 14:30-15:15 N. Vandenberghe Flambage dynamique
• 15:15-16:00 L. Truskinovsky Rate independent dissipation and criticality in martensites.
• 16:00-16:45 C. Ybert surfaces et ecoulements
• 16:45-17:30 Conclusion et questions Qu’attendent les differents laboratoires du GDR ? Que represente le logo du GDR ?

D’énormes progrès ont été accomplis ces dernières décennies sur la rupture des matériaux. Il existe en particulier un cadre théorique cohérent et performant, la Mécanique Linéaire Elastique de la Rupture (MLER) qui permet de décrire précisément la rupture des matériaux fragile homogènes. Le cas des matériaux hétérogènes en revanche continue de poser problème: (i) Dans un tel milieu, la croissance d’une fissure apparaît très intermittente, avec des sauts brutaux, comme en témoigne par exemple l’émission acoustique accompagnant la rupture de matériaux divers tels le papier, les verres ou les roches par exemple, et – à une autre échelle – l’activité sismique associée aux tremblements de terre; (ii) les surfaces de rupture apparaissent rugueuses. A l’heure actuelle, ces observations ne peuvent pas être décrites par la MLER standard. Nous discuterons comment dériver une description stochastique de la croissance lente d’une fissure dans un matériau élastique désordonné. Cette description permet de reproduire les dynamiques de crépitement classiquement observées. Ses prédictions sont ensuite comparées à des observations expérimentales menées à l’université d’Oslo sur la propagation d’une fissure dans un bloc de Plexiglas transparent. Toutes les propriétés statistiques spatio-temporelles sont parfaitement reproduites. Finalement, nous discuterons les implications de cette description sur la morphologie des surfaces de rupture et confronterons ces prédictions à des observations expérimentales récentes.

Je présenterai les résultats de deux approches de modélisation du développement des nervures de plantes. Dans la première, les tissus végétaux sont décrits comme des milieux continus, et l’on étudie les effets d’un couplage entre croissance, contraintes mécaniques et différenciation en utilisant un modèle de champ de phase. Dans la seconde, le tissu est décrit à l’échelle cellulaire, et l’on s’intéresse à l’évolution de la géométrie des nervures au cours de la croissance. Pour finir, j’évoquerai l’application de ces modèles à d’autres aspects du développement des plantes. Ces résultats illustrent le rôle que peuvent jouer les contraintes mécaniques dans la régulation du développement, aux côtés des facteurs génétiques et moléculaires.

Lorsqu’un objet élastique se trouve confiné dans un espace réduit, il doit se replier sur lui-même en créant une réseau compliqué de plis. Il suffit de froisser une boule de papier pour se convaincre qu’il existe une trés grande variété de formes possibles. Cela pose la question de savoir si une description en termes de physique statistique est envisageable? Je présenterai des resultats numériques et expérimentaux de compaction de tiges élastiques en 2D qui renforcent cette idée. En particulier nous pouvons mesurer des distributions d’énergie, analogues à la loi de Boltzmann, et extraire une température effective.

”Fractures”, ”failles”, ”craquelures” peuvent etre modelisees par des ”fissures”. Pour quel chargement vont-elles se propager? Dans quelle direction? Peut-on determiner la deformation de leur front? Peut-on predire l’initiation de ces fissures? Ces differentes questions seront abord ́ees par la mecanique de la rupture fragile tridimensionnelle au travers differents problemes : developpement de fissures en mode III, determination de la forme du front d’une fissure plane se propageant dans un milieu heterogene, modelisation des fissures de sechage.

La mécanique du contact entre solides rugueux met en jeu plusieurs échelles de longueur. Les contacts apparents ont généralement des dimensions de l’ordre de la dizaine de centimètres, mais sont constitués d’un grand nombre de micro-aspérités sur lesquelles se répartit la charge totale. Enfin, les phénomènes de dissipation d’énergie sont le plus souvent localisés dans les premières couches moléculaires des micro-jonctions formées. L’approche habituelle en tribologie est soit de considérer la réponse mécanique moyenne du contact, soit les mécanismes de dissipation microscopiques au sein d’un unique micro-contact. Peu de choses sont cependant connues sur les phénomènes mettant en jeu une assemblée de micro-contacts et qui peuvent se manifester à des échelles intermédiaires (ondes de détachement, ondes de glissement…) Pour pouvoir étudier ces questions, il est nécessaire de pouvoir mesurer les champs mécaniques résolus spatialement au sein du contact. Nous avons donc mis au point un montage d’imagerie en transmission qui permet de résoudre spatialement les champs mécaniques à l’interface d’un contact de taille centimétrique obtenu entre un film d’élastomère plan transparent et rugueux avec une lentille sphérique de verre. Je montrerai d’abord comment il est possible de mesurer le champ de pression en utilisant la distribution spatiale de l’intensité lumineuse transmise. Je discuterai des écarts des profils mesurés au résultat classique de Hertz tout en montrant qu’ils peuvent être compris en prenant en compte la compressibilité non-linéaire de la couche rugueuse. Je montrerai ensuite comment les micro-jonctions peuvent être utilisées comme marqueurs de déplacement pour mesurer le champ de déplacement interfacial avec une résolution submicronique. Cette procédure a permis d’explorer du micro-glissement transitoire lorsque le contact est chargé tangentiellement sous le seuil de glissement macroscopique.