Simulations numériques de dynamique moléculaire du contact normal et tangentiel sur surfaces de polymères amorphes linéaires : vers une meilleure compréhension de la physique locale du contact
Langue Français
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Auteur : Solar, Mathieu
Date de soutenance : 31-05-2010

Directeur(s) de thèse : Gauthier, Christian - Meyer, Hendrik


Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
 
Discipline : Physique des polymères
Classification : Physique, Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : polymère , dynamique moléculaire , mécanique des milieux continus , indentation , rayure , frottement , interfaces , couche cisaillée
Mots-clés :
  • Milieux continus, Mécanique des - Thèses et écrits académiques
  • Nanoindentation - Thèses et écrits académiques
  • Indentation des matériaux - Thèses et écrits académiques
  • Frottement - Thèses et écrits académiques
  • Mécanique du contact - Thèses et écrits académiques
  • Modèles mathématiques - Thèses et écrits académiques
  • Polymères - Thèses et écrits académiques
  • Dynamique moléculaire - Thèses et écrits académiques
Résumé : L'amélioration du comportement surfacique des polymères nécessite une meilleure compréhension de la physique locale du contact. La mécanique des milieux continus trouve ses limites dans l'analyse de phénomènes aux petites échelles. Le recours aux simulations de dynamique moléculaire (DM) trouve ici son sens. Des simulations de DM de l'essai de nano indentation et de nano-rayure ont été réalisées pour des volumes élémentaires représentatifs d'un modèle de polymère amorphe. Tout d'abord, les essais d'indentation ont montré de fortes similitudes avec des résultats d'essais de nano indentation sur des films d'époxy de températures de transition vitreuse diverses. Ensuite, les essais de rayure ont permis d'aborder une étude originale du frottement local. Par ailleurs, nos résultats ont permis de mettre en évidence l'existence d'une fine couche cisaillée sous le contact lors de l'indentation et de la rayure, puisqu'il est possible de montrer que l'orientation des chaînes y est modifiée. L'épaisseur de cette couche cisaillée dépend de la nature du potentiel d'interaction pointe / film de polymère, de la rugosité de la pointe, mais aussi du motif cristallographique de cette dernière. Enfin, des essais mécaniques uniaxiaux sur un cube de polymère amorphe linéaire ont été réalisés, pour estimer le comportement mécanique du "polymère numérique". Un premier lien original entre simulations de DM et par éléments finis a alors pu être établi. Finalement, des premières informations sur les changements locaux de microstructure du polymère ont pu être mises en évidence.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-303841
Type de ressource : Thèse