Étude qualitative et quantitative de l'adhésion et du frottement sur surfaces texturées : inspiration des interactions entre insectes et plantes
Langue Anglais
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Auteur : Kumar, Charchit
Date de soutenance : 28-05-2019

Directeur(s) de thèse : Le Houérou, Vincent - Speck, Thomas

Président : Bueno, Marie-Ange
Rapporteur(s) : Restagno, Frédéric - Federle, Walter
Membre(s) du jury : Rühe, Jürgen

Établissement de soutenance : Strasbourg - Albert-Ludwigs-Universität Freiburg (Fribourg-en-Brisgau, Bade-Wurtemberg, Allemagne)
Laboratoire : Institut Charles Sadron (Strasbourg ; 1985-....)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Biomécanique
Classification : Physique, Sciences de la vie, biologie, biochimie

Mots-clés libres : Feuilles végétales, Microstructures, Polymère PDMS, Reproduction, Mécanique du contact, Adhésion, Frottement, Imagerie in situ
Mots-clés :
  • Biomécanique
  • Frottement
  • Adhésion (physique)
  • Traitements de surface
Résumé : L’adhérence et le frottement existent dans de nombreux systèmes techniques ainsi que dans les systèmes naturels. Ces deux phénomènes ont une influence importante sur la durabilité et l’efficacité des dispositifs techniques. Une approche reconnue pour ajuster précisément ces caractéristiques - outre le fait de modifier les propriétés physico-chimiques - est la texturation des surfaces en contact. Les surfaces de feuilles de plantes sont souvent décorées avec des morphologies de surface diverses, et présentent ainsi des fonctionnalités de surface remarquables. Cette thèse visait à réaliser une étude systématique de la mécanique de l’adhérence et du frottement sur des surfaces micro-structurées, répliquées à partir de surfaces de feuilles végétales, en contact avec une sonde qui s’inspire de l’organe adhérent d’un insecte. Les morphologies de surface de trois feuilles végétales différentes ont été directement transférées sur un polymère viscoélastique. Pour ce faire, trois approches différentes de reproduction ont fait l’objet d’une étude approfondie. La microscopie électronique à balayage et la microscopie confocale à balayage laser ont été utilisées pour l'évaluation qualitative et quantitative de la qualité de reproduction. Concernant l’étude de la mécanique du contact, un nano-indenteur a été modifié, permettant d’enregistrer les images in situ des contacts réels. Des tests de pull-off ont été menés afin d’évaluer quantitativement l’effet de la pré-charge sur la force d’adhésion et pour comprendre les modes distincts de collage/décollement. Des essais de frottement ont été effectués afin d’examiner l’effet de la charge normale et de la vitesse de glissement sur la force de frottement. Les résultats ont été discutés en fonction de la topographie de chaque surface.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2019STRAE008
Type de ressource : Thèse