Détection quantitative de l'endommagement moléculaire, par mécano-fluorescence, dans les matériaux mous
Auteur / Autrice : | Juliette Slootman |
Direction : | Costantino Creton |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie des Matériaux |
Date : | Soutenance le 20/09/2019 |
Etablissement(s) : | Paris Sciences et Lettres (ComUE) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Sciences et ingénierie de la matière molle (Paris ; 1997-....) - Sciences et Ingénierie de la Matière Molle / SIMM |
établissement opérateur d'inscription : Ecole supérieure de physique et de chimie industrielles de la Ville de Paris (1882-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Annie Colin |
Examinateurs / Examinatrices : Costantino Creton, Annie Colin, Laurent Chazeau, Kees Storm, Robert Göstl, Jutta Rieger | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Laurent Chazeau, Kees Storm |
Mots clés
Mots clés libres
Résumé
L’utilisation de matériaux mous, tel que des ligaments de synthèse, est limitée par la propagation d’une fissure initiée par un défaut. Mieux comprendre les mécanismes de dissipation d’énergie en pointe de fissure, permettra de mettre au point des matériaux mous mais beaucoup plus résistants.Nous avons développé une méthode permettant la visualisation en microscopie confocale de la rupture de liaisons chimiques grâce à une activation de fluorescence par rupture de liaison. Nous avons ainsi cartographié et quantifié l’endommagement moléculaire en 3D et à fort grossissement. Notre approche multi-échelle n’est possible que grâce à l’association de la chimie, de la mécanique et de la physique. Grâce à une calibration du signal fluorescent, c’est la première fois qu’une information quantitative est obtenue sur le nombre de liaisons cassées après la propagation de fissure. Les résultats obtenus par cette méthode remettent en cause la vision actuelle de la fracture des matériaux souples. En effet, nous avons montré que les ruptures moléculaires dans un élastomère se font sur une épaisseur de dizaines de microns et que cet endommagement moléculaire est couplé à la viscoélasticité et dépend donc de la température et de la vitesse. Ces informations sont indispensables et sont attendues par les modélisateurs pour le développement de modèles réalistes prédisant la fracture.