Proprietes mecaniques de gels superabsorbants : de la bille a l'assemblage

Mechanical properties of superabsorbent gels: relation between a bead and an assembly

• Auteur / Autrice : Alexandra Knaebel
• Direction : François Lequeux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)

Résumé

Dans ce travail nous caracterisons les proprietes mecaniques d'un assemblage de billes de gel polyelectrolyte, obtenu en dispersant les billes seches dans un solvant. Une fois le solvant absorbe par les billes, le systeme forme un empilement desordonne et compact de billes elastiques en contact. Pour obtenir des informations quantitatives sur les proprietes macroscopiques de l'assemblage, nous etudions tout d'abord les proprietes microscopiques de la bille, en l'absence de frottement: les forces de contact qui s'exercent entre les billes sont mesurees precisement au moyen d'un dispositif original de compression uniaxiale que nous avons developpe. Ces experiences nous ont egalement permis de determiner le module de cisaillement du gel ainsi que sa variation en fonction du taux de gonflement et du taux de reticulation. L'etude de la relaxation de force en fonction du temps sur la bille revele un phenomene de degradation naturelle du gel ainsi que differents effets de migration du solvant. Enfin, des experiences originales de gonflement isotrope realisees sur l'assemblage en minimisant la friction entre les billes montrent que le comportement global de l'empilement est regi par la loi locale des contacts entre les billes. Ainsi le module de cisaillement de la bille peut etre relie aux proprietes mecaniques de l'assemblage. Nous montrons egalement comment quantifier le degonflement d'une bille sous contrainte a partir de mesures sur l'assemblage