Intermittence pendant le vieillissement et relation fluctuation dissipation

Intermittency during aging and fluctuation dissipation relation

• Auteur / Autrice : Lionel Buisson
• Direction : Sergio Ciliberto
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Lyon, École normale supérieure (sciences)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polycarbonates

Polymères

Matériaux -- Détérioration

Mots clés libres

Relation fluctuation dissipation

Température effective

Résumé

Une étude expérimentale du vieillissement des matériaux vitreux, basée sur l'analogie entre verres de spin et verres structuraux, a été réalisée en introduisant une température effective Teff pour ces systèmes faiblement hors équilibre. Cette nouvelle observable se mesure via le rapport fluctuation dissipation. La mesure de Teff sur les propriétés diélectriques d'un verre polymérique (polycarbonate) après une trempe sous la température de transition vitreuse montre que le théorème fluctuation dissipation est fortement violé. L'amplitude et la persistance dans le temps de cette violation sont des fonctions décroissantes de la fréquence. Autour de 1 Hz, elle persiste plusieurs heures. L'origine de la violation semble être due à une dynamique fortement intermittente caractérisée par de grandes fluctuations. Cette intermittence semble dépendre de la vitesse de trempe et de la température d'arrêt. Une interprétation théorique basée sur le modèle en piège permet de rendre compte de cette dynamique. Un comportement intermittent très similaire a été observé pour un verre colloïdal (Laponite) pendant la transition de l'état liquide à l'état solide alors qu'aucune violation ou intermittence n'ont été observées après une trempe lente réalisée sur un autre verre polymérique, le poly(méthyl méthacrylate) (PMMA). Nous présentons également une mesure mécanique préliminaire de la relation fluctuation dissipation sur une tige de polycarbonate à l'aide d'un interféromètre de Nomarski à deux bras.

An experimental study of aging in glassy material, based on the analogy between spin glasses and structural glasses, has been realized introducing an effective temperature Teff of this weakly out of equilibrium systems. This new observable is measured with the fluctuation dissipation ratio. The measurement of Teff on the dielectric properties of a polymeric glass (polycarbonate) after a quench below the glass temperature transition shows that the fluctuation dissipation theorem is strongly violated. The amplitude and the persistence time of this violation are decreasing functions of frequency. At frequency larger than 1 Hz it persists for about 3 hours. The origin of this violation is a highly intermittent dynamics characterized by large fluctuations. This intermittency seems to depend on the cooling rate and the stop temperature. This dynamics seems to be in good agreement with a theoretical interpretation based on the trap model. Similar intermittent behaviour has been measured for a colloidal glass (Laponite) during the sol-gel transition whereas no violation and no intermittency have been observed after a slow cooling rate quench realized on another polymeric glass, poly(methyl) methacrylate (PMMA). We present also a preliminary mechanical measurement of the fluctuation dissipation relation on a polycarbonate rod via an original two arms Nomarski interferometer.