Vieillissement et rajeunissement dans les liquides de van der Waals: un modèle microscopique

Il a été montré au cours des dix dernières années que la dynamique est fortement hétérogène à l’approche de la transition vitreuse. La taille typique de ces hétérogénéités est de 2 à 4 nm dans les liquides de van der Waals, et la distribution des temps de relaxation couvre plus de 4 décades près de Tg. Nous avons proposé récemment un modèle selon lequel les hétérogénéités dynamiques sont associées aux fluctuations de densité du liquide, ce qui nous a permis d’expliquer l’échelle des hétérogénéités, la largeur de la distribution des temps de relaxation, ainsi que les décalage de température de transition vitreuse mesurées dans le cas de films fins. Nous proposons ici une extension de ce modèle permettant de décrire l’état et l’évolution du système hors de l’équilibre, et qui permet de décrire le vieillissement des liquides de van der Waals. Nous décrivons le vieillissement comme la relaxation des fluctuations de densité vers la distribution d’équilibre. Nos équiations dynamiques nous permettent de calculer l’évolution du spectre de temps de relaxation après par exemple une chute de température (vieillissement) ou bien une hausse de température (réjuvénation), ou bien après des sauts de pression. Ce modèle permet d’expliquer de façon cohérente les aspects expérimentaux connus suivants: 1) la dynamique d’un liquide à l’équilibre n’est pas fonction uniquement de la densité moyenne, mais de la densité et de la température. 2) Le vieillissement a lieu sur des échelles de temps beaucoup plus longues que celles requises pour l’effacer en réchauffant. 3) les variations de volume après une réchauffe peuvent être non monotones, selon l’histoire de l’échantillon (effet Kovacs). Nos prédictions pourraient être testées, par exemple, par relaxation diélectrique.