ESPCI web site
Élasticité et interfaces : des gouttes et des plis
Cette thèse porte sur l’étude expérimentale des déformations générées par la tension de surface de certains liquides sur des membranes flexibles. Dans une première partie, nous montrons expérimentalement qu’il est possible de contrôler l’enrobage spontané d’une membrane flexible autour d’une goutte d’eau à l’aide d’un champ électrique. Si la tension augmente au delà d’une valeur critique la membrane s’ouvre. Cette transition est réversible, mais inclus une forte hystérésis. Nous proposons des lois d’échelle pour les tensions critiques d’ouverture et fermeture basées sur l’interaction des énergies de tension de surface, élastique et du champ électrique. Dans la deuxième partie nous étudions les rides générées par la différence de tension de surface entre l’intérieur et l’extérieur de une couronne flexible flottant à la surface de l’eau. Nous avons estimé des critères simplifiés pour le seuil de flambage de la couronne et la longueur d’onde des plis et nous avons également déterminé l’évolution de la longueur des plis au delà du seuil. Dans la dernière partie de la thèse, nous étudions la morphologie de cascades de plis qui apparaissent dans différents systèmes lorsqu’une longueur d’onde est imposée sur une frontière, et évolue à la suite d’événement discrets successifs de coalescence de plis. Des expériences macroscopiques nous permettent de caractériser les propriétés de ces cascades. Nous avons distingué deux régimes différents selon l’importance de la tension axiale. Nous avons vérifié que nos lois d’échelle permettent de décrire aussi bien des rideaux en tissu de plusieurs mètres de haut que des feuilles de graphène d’épaisseur atomique.