Quelques processus physiques au voisinage d'une surface auto-affine

• Auteur / Autrice : Harold Auradou
• Direction : Daniel Bideau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Rennes 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matière -- Propriétés

Résumé

Depuis de nombreuses annees, des efforts ont ete entrepris pour decrire les surfaces rugueuses issues par exemple d'une fracture. Recemment, il a ete montre que de telles surfaces sont statistiquement auto-affines sur une large gamme d'echelle. Cette particularite souligne le fait que les asperites des surfaces sont presentes a toutes les echelles et non pas de taille caracteristique. Le but de cette these est de mettre en evidence l'influence de l'auto-affinite sur un phenomene physique. Dans une premiere partie, nous avons etudie numeriquement le mouvement d'une bille sur un profil auto-affine. Nous avons montre que la rugosite influence le mouvement de la particule a toutes les etapes du deplacement. Ainsi, a l'echelle d'un saut, la distance parcourue par la bille depend deja de la rugosite. Apres plusieurs impacts sur le profil, la rugosite influence la trajectoire de la bille par le fait qu'elle peut etre geometriquement piegee dans une vallee du profil. Dans la seconde partie, nous avons etudie le deplacement lent d'un liquide mouillant pousse par un liquide non mouillant a l'interieur d'une fracture d'ouverture constante dont l'espace libre est occupe par des billes. Le processus d'invasion resulte de la competition entre deux effets : les effets capillaires lies a l'espace libre entre les billes et les effets gravitationnels dus a la topographie auto-affine de la fracture. Les effets gravitationnels sont correles alors que les effets capillaires sont aleatoires. En fonction du contraste entre les forces, nous avons montre que, lorsque les effets capillaires dominent, la structure est fractale. Si l'invasion est dirigee par les effets gravitationnels, alors la structure est formee de regions compactes reliees par des liens. Les processus que nous avons etudies ne possedent pas d'echelle caracteristique ; ce resultat est du aux proprietes auto-affines de la surface sur laquelle les phenomenes se produisent.