Proprietes de relaxation des silicates vitreux et fondus

• Auteur / Autrice : ANNE SIPP
• Direction : Pascal Richet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Paris 7

Résumé

Le but de cette these est de comprendre et quantifier la maniere dont les proprietes physiques des verres de silicates dependent de leur histoire, thermique ou mecanique, i. E. A etudier leurs proprietes de relaxation. Cette etude a des applications geophysiques. La mesure de proprietes de verres volcaniques au laboratoire devrait en effet favoriser la comprehension des dynamismes eruptifs, en determinant les conditions dans lesquelles ces verres se sont refroidis. Les implications industrielles sont egalement nombreuses car les processus de formage des verres comportent une phase de recuit, gouvernee par la relaxation structurale, qui conditionne par exemple leurs proprietes mecaniques et leur stabilite. La relaxation structurale est liee a la transition vitreuse qui survient quand la viscosite est de 10#1#2 pa. S environ, pour un liquide refroidi a des vitesses de l'ordre de 10 k/s. Dans un intervalle de temperature d'environ 100 degres en-dessous de la temperature de transition vitreuse, la cinetique de relaxation reste neanmoins assez elevee pour que la structure du verre tende a se rapprocher de celle qu'aurait le liquide a la meme temperature. L'influence de cette relaxation est tres nette sur la viscosite, dans la gamme 10#1#210#1#5 pa. S ou les relaxations dues aux variations de temperature et a un changement de contrainte ont ete etudiees, afin d'etablir un modele quantitatif permettant de decrire l'etat instantane d'un verre en fonction de la temperature, et de l'histoire thermique. Un autre aspect de ce travail a consiste a tester deux hypotheses couramment faites et qui n'ont pas ete rigoureusement verifiees. A viscosite egale, les temps de relaxation de deux liquides differents sont-ils bien egaux ? pour un meme liquide les relaxations enthalpique, volumique et rheologique sont-elles identiques ? pour y repondre des mesures ont ete faites avec un appareil permettant de realiser simultanement des mesures de dilatometrie et d'analyse thermique differentielle.