Thèse soutenue

Approche systématique des propriétés thermophysiques, mécaniques et de rupture des verres SiO₂-B2O₃-Na₂O par dynamique moléculaire

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Auteur / Autrice : Michel Bertrand Mama Toulou
Direction : Cindy RountreePaul Fossati
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance le 18/01/2023
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique en Île-de-France (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Service de physique de l'état condensé (Gif-sur-Yvette, Essonne)
Référent : Faculté des sciences d'Orsay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Physique (2020-....)
: Agence nationale de la recherche (France) - GENCI
Jury : Président / Présidente : Etienne Barthel
Examinateurs / Examinatrices : Tanguy Rouxel, Simona Ispas, Maxime Vassaux, Anne Tanguy, Fabrice Célarié
Rapporteur / Rapporteuse : Tanguy Rouxel, Simona Ispas

Résumé

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Les verres sont des matériaux complexes qui n'ont d'ordre qu'à courte distance. Leurs propriétés peuvent varier en fonction de leurs compositions, affectant par exemple leurs stabilités et ténacités. À ce jour, les mécanismes de stabilité dans les verres silicatés restent mal compris et l'étude de leurs propriétés mécaniques et de rupture ont toujours un grand intérêt pour les chercheurs et industriels. Pour étudier ces problématiques, des modèles simplifiés des verres réels sont généralement utilisés. Ces modèles de verres ont souvent moins de quatre types d'oxydes.Dans le cadre de ces travaux, les oxydes considérés sont SiO₂,B2O₃ et Na₂O.Certains étudient ces verres expérimentalement, d'autres numériquement. L'étude expérimentale est souvent limitée par le nombre de propriétés qu'on peut étudier à l'aide d'un échantillon de verre. Cela peut donc prendre beaucoup de temps et être excessivement coûteux en termes d'échantillons, d'équipement et de temps de manipulation. Les études numériques telles que la dynamique moléculaire permettent de remédier à ce type de situation lorsqu'on veut avoir une vue d'ensemble sur de multiples propriétés en explorant toute une large gamme de compositions. Cette thèse a donc pour but d'utiliser le borosilicate de sodium comme verre simplifié et étudier grâce à la dynamique moléculaire une large gamme de ses compositions pour en tirer des propriétés structurelles, thermodynamiques, mécaniques et de fracture.