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Ecoulement et Instabilités de Films Minces de Fluides Complexes

Sylvain Gabriele — Laboratoire Adhésion Cellulaire et Inflammation, Marseille

publié le , mis à jour le

Je présenterai tout d’abord les résultats majeurs de mon travail de thèse qui s’est intéressé à la compréhension du démouillage de films minces de fluides viscoélastiques sur surfaces décorées. Dans cette perspective, nous avons étendu la compréhension du démouillage de fluides visqueux aux fluides viscoélastiques à l’aide d’une étude expérimentale supportée par une collaboration étroite avec un groupe de théoriciens. Cette approche nous a permis d’étudier le rôle de différents phénomènes physiques afin de proposer un scénario complet du retrait d’un film mince de polymère chauffé au-dessus de sa température de transition vitreuse.

Cet exposé montrera tout d’abord que le comportement des films minces de polymères, très différent de celui des fluides newtoniens, s’explique principalement par leur caractère viscoélastique. Nous mettrons en évidence le rôle du glissement des chaînes de polymère à l’interface et celui de la présence de contraintes résiduelles à l’intérieur du film, qui doivent être pris en compte en plus de la viscoélasticité afin de décrire l’ensemble du processus de démouillage. Par la compréhension du mécanisme global de retrait, nous démontrerons ensuite la possibilité d’utiliser les processus de démouillage pour étudier la rhéologie de films minces de polymères, jusqu’à une échelle nanométrique.

L’attention portée à la croissance des zones sèches nous conduira enfin à nous intéresser aux mécanismes d’instabilités brisant leur symétrie radiale. De manière inattendue, le bourrelet entourant les zones sèches peut devenir instable et donner naissance à différentes formes d’instabilités qui sont directement tributaires du comportement rhéologique du fluide. Nous distinguerons les mécanismes mis en jeu lors de la propagation de fractures en régime élastique et lors de la formation de doigts en régime visqueux.

Enfin, j’exposerai un des projets que je développe lors de mon post-doc au laboratoire Adhésion Cellulaire et Inflammation de Marseille. Ce projet s’intéresse au développement de la technique SEEC (Surface Enhanced Ellipsometric Contrast) en milieu immergé. Cette technique repose sur l’utilisation de supports anti-réfléchissants associés à la microscopie à contraste interférentiel (DIC). Il en résulte une augmentation de contraste de l’ordre d’un facteur 100 en milieu sec et le développement de la technique en milieu immergé permettra donc d’envisager l’observation dynamique et la quantification de variations d’épaisseurs nanométriques à la surface d’un substrat immergé.