Transition fluide-verre et verres multiples dans les suspensions colloïdales par la théorie du couplage de mode : rôle de la structure statique

Fluid-glass transition and multiple glasses in colloidal suspensions by the mode coupling theory : role of the static structure

• Auteur / Autrice : Fridolin Tchangnwa Nya
• Direction : Saïd Amokrane
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance le 17/09/2012
• Etablissement(s) : Paris Est en cotutelle avec Université de Yaoundé I
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Physique des liquides et milieux complexes (Créteil ; 2009-....)
• Jury : Président / Présidente : Hong Xu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Saïd Amokrane, Jean-Marie Ndjaka
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Louis Barrat, Wei Dong

Mots clés

Mots clés contrôlés

Statique

Langevin, Équation de

Fluides

Transition vitreuse

Théorie de couplage de mode

Mots clés libres

Théorie de couplage de mode

Transition fluide-verre

Différents types de verres

Structure statique et relation de fermeture

Fluide effectif

Mélange binaire

Mode coupling theory

Fluid-glass transition

Multiple glasses

Static structure and closure relation

Effective fluid

Binary mixture

Résumé

La théorie de couplage de mode (MCT) est l'une des méthodes les plus utilisées pour étudier les transitions vitreuses dans les fluides classiques. Ses prédictions sont en général en accord semi quantitatif avec les simulations. Sa mise en oeuvre nécessite la détermination de la structure statique, généralement par résolution des équations d'Orsntein-Zernike avec une fermeture adéquate. Partant de fermetures utilisant des fonctions « bridges » déduites de la fonctionnelle de référence du mélange de sphères dures, notre travail a consisté d'abord à étudier l'influence de la qualité de cette structure statique sur les prédictions relatives aux états non ergodiques dans des mélanges binaires dissymétriques. Nous avons ensuite considéré les résultats de la théorie du couplage de modes dans sa version naïf (NMCT ) et complète, afin d'analyser les mécanismes d'arrêt, les comparer au fluide effectif et aux approches stochastiques (équations de Langevin généralisées). Enfin, nous proposons une version pragmatique de cette méthode qui fournit des prédictions en meilleur accord quantitatif avec les résultats des simulations pour une variété de potentiels d'interaction

The mode coupling theory (MCT) is one of the most widely used methods for studying the glass transition in classical fluids. Its predictions are usually in semi-quantitative agreement with simulation. Its implementation requires the determination of the static structure usually from the Ornstein-Zernike equations with a suitable closure. Starting from closures that use bridge functions deduced from the hard-sphere reference functional, our work consisted first in studying the influence of the quality of this static structure on the predictions concerning the non-ergodic states in asymmetric binary mixtures. We next considered the results of the mode coupling theory in its naive and full versions, in order to analyze the arrest mechanisms and compare them to the effective fluid and the stochastic approaches (generalized Langevin equations). Finally, we propose a pragmatic version of this method that provides predictions in better quantitative agreement with simulations for a variety of interaction potentials