Thèse soutenue

Effet Leslie chimique dans les monocouches de Langmuir et les films libres de smectique C chiraux

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Auteur / Autrice : Félix Bunel
Direction : Patrick Oswald
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 22/07/2021
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (1991-....)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure de Lyon (2010-...)
Laboratoire : Laboratoire de physique (Lyon ; 1988-....)
Jury : Président / Présidente : Pawel Pieranski
Examinateurs / Examinatrices : Patrick Oswald, Pawel Pieranski, Teresa López-León, Alain Dequidt, Catherine Barentin, Christophe Blanc, Jordi Ignés-Mullol
Rapporteurs / Rapporteuses : Teresa López-León, Alain Dequidt

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Cette thèse porte sur l’effet Leslie chimique dans les films minces de cristaux liquides chiraux. Deux systèmes sont considérés : les monocouches de Langmuir où les molécules forment un nématique bidimensionnel et les films libres de smectique C*. Cet effet hors équilibre se manifeste par la mise en rotation des molécules chirales et l’apparition d’écoulements dans les couches lorsqu’elles sont traversées par un flux de molécules étrangères. Il est le résultat de deux termes de couplage chimio-mécanique et chimio-hydrodynamique, définis de manière rigoureuse dans ce manuscrit.Dans les monocouches de Langmuir, c’est le flux d’évaporation de l’eau de la sous-phase qui est le moteur de l’effet Leslie. Pour étudier ce système, nous avons développé de nouvelles techniques expérimentales permettant d’obtenir de larges domaines orientés où les molécules sont libres de tourner. À l’aide de six expériences indépendantes, nous avons ensuite réalisé la première mesure précise du coefficient de Leslie chimio-mécanique. À noter que dans les monocouches, les écoulements, et donc les effets chimio-hydrodynamiques, sont absents à cause de la viscosité de la sous-phase.Pour notre étude des films libres de smectique C*, l’effet Leslie est causé par un flux d’éthanol que nous contrôlons. Dans ces expériences, de forts écoulements se couplent à la rotation des molécules. Ces derniers dominent la dynamique du film lorsqu’une disinclinaison de rang +1 est située au centre du film, conduisant à un ensemble discret de solutions. Ces résultats sont expliqués théoriquement à l’aide de simulations numériques et les ordres de grandeur des deux coefficients chimio-mécanique et chimio-hydrodynamique sont donnés.