Matériaux mous micro-aérés
 
PMMH, ESPCI Paris
Jeudi 20/09/2018, 11h00-12h00
NIMBE Bat.127, p.26, CEA-Saclay

La richesse des propriétés physico-chimiques et mécaniques des matériaux obtenus par inclusion d’une phase dispersée dans une matrice solide explique leur large emploi dans les applications industrielles, sous forme de composites ou de matériaux poreux. La tension de surface entre la phase dispersée et la matrice solide n’est que rarement prise en compte dans la réponse mécanique des matériaux d’emploi courant : dans un milieu poreux comme une roche, par exemple, la rigidité de la matrice est telle que la tension interfaciale avec l’air ou un éventuel liquide contenu dans les pores joue un rôle négligeable dans la réponse de l’ensemble. Les effets de cette tension interfaciale deviennent sensibles lorsque l’on considère des matériaux plus mous pour la matrice (tissus biologiques, par exemple) ou des inclusions nanométriques.
Dans ce travail, je présente une étude expérimentale de la réponse mécanique de matériaux mous modèles contenant des inclusions d’air. Des mesures de rhéométrie permettent de caractériser la réponse linéaire et non-linéaire des matériaux aérées. On montre que pour des fractions volumiques en air inférieures à la fraction critique de percolation des bulles dans le matériau, la réponse macroscopique des suspensions de bulles est le résultat d'un couplage entre les propriétés mécaniques du matériau interstitiel et la capillarité qui s'exerce à la surface des bulles. L'introduction de nombres capillaires permet de quantifier ce couplage et de valider un modèle d’estimation micro-mécanique. Aux grandes fractions volumiques en air, la réponse est complexifiée par l’apparition d'effets de taille finie.

Contact : Corinne CHEVALLARD

 

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