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Le frottement des mousses solides

Laboratoire Sciences et Ingénierie de la Matière Molle, (SIMM)

Adresse:ESPCI, 10 Rue Vauquelin 75005 Paris

Directeur du laboratoire : Christian Frétigny

Responsables du stage : Emilie Verneuil, Antoine Chateauminois, Christian Fretigny
Contact : Emilie Verneuil, Antoine Chateauminois, Christian Fretigny / 0140794788

   

Projet scientifique :
 
Les mousses d’élastomères sont utilisées dans de nombreuses applications (matelas, emballage, isolation thermique, éponges..). Si leur comportement mécanique global est relativement bien compris, leurs propriétés de frottement n’ont été que très peu étudiées, en dépit de leurs aspects très surprenants. Comme chacun peut l’expérimenter, le frottement de deux surfaces de mousse est très élevé, même sous des forces normales faibles, alors que l’adhésion entre les surfaces reste minime. Un tel comportement est tout à fait inhabituel pour des solides macroscopiques et ouvre des perspectives pour la conception de surfaces fonctionnelles à propriétés de frottement contrôlées.

Fig.1 : Image En Tomographie X d’une mousse polyuréthane à cellules ouvertes


Fig.2 : Champs de déplacements sur la face latérale d’un bloc de mousse en frottement sur un substrat de mousse.

L’objectif de ce stage est d’élucider l’origine des propriétés de frottement de mousses élastomères à cellules ouvertes (Fig. 1), en les reliant aux mécanismes de déformation mis en jeu à l’échelle de cellules. Pour cela, nous tirerons profit de la structure cellulaire de la mousse pour mesurer les déplacements locaux au niveau de l’interface par des techniques d’imagerie associées à l’analyse d’images (Fig. 2). Afin de mieux comprendre les mécanismes de type « Velcro » mis en jeu, nous étudierons en particulier le frottement de mousses avec des surfaces texturées constituées de plots rigides dont nous ferons varier la taille et la distribution spatiale.