Dissipation aux interfaces frottantes

En matière molle (caoutchoucs, polymères vitreux, hydrogels, particules décorées…), les lois classiques du frottement ne s’appliquent pas. En fait, le frottement agrège des mécanismes dissipatifs d’origine variée : mécanismes d’adsorption moléculaire à l’interface frottante, dissipation viscoélastiques en volume (caoutchoucs), auxquels s’ajoute la dissipation poroélastique (hydrogels) ou les pertes par rupture de liaisons covalentes (usure). Cette complexité se retrouve en rhéologie des suspensions de particules, où le frottement entre particules se couple à la dissipation visqueuse dans la phase continue. L’approche développée au SIMM vise à isoler la contribution au frottement des différents mécanismes dissipatifs et à en mesurer les paramètres moléculaires.
Ainsi, dans les suspensions concentrées où les interactions interparticulaires contrôlent l’adhésion et le frottement à l’échelle élémentaire, des techniques de mesure de la dissipation à l’échelle de deux particules sont développées au laboratoire, et les résultats sont confrontés à des mesures de rhéologie macroscopique.
Sur les interfaces étendues, nous développons des techniques expérimentales nouvelles combinant imagerie (interférometrie, fluorescence,…) et mesures de force/déplacement voire des champs de contrainte/déformation permettant de relier directement les paramètres moléculaires, les interactions de surface et les propriétés macroscopiques.
– Frottement des hydrogels : poroélasticité et interactions moléculaires
–  Usure des caoutchoucs : suivi de l’endommagement par des mécanophores intégrés au réseau
–  Transition frictionnelle/thermique en rhéologie des suspensions concentrées