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Fracture et adhésion des matériaux mous - une revue toute chaude !

Les matériaux mous sont des matériaux avec un module de cisaillement très faible par rapport à leur module de compression et leurs forces de recouvrance élastique sont principalement d’origine entropique. Une faible concentration de liaisons fortes connecte les molécules formant un réseau qui empêche l’écoulement macroscopique.

L’état de l’art sur les mécanismes de rupture ou de décollement de ces matériaux mous est présenté dans un nouvel article de synthèse écrit par Costantino Creton et Matteo Ciccotti, qui vient de paraitre dans Reports on Progress in Physics. http://dx.doi.org/10.1088/0034-4885/79/4/046601
 
On y apprend comment les contraintes et déformations se localisent à proximité du plan de rupture et comment l’énergie élastique est transmise à travers le matériau et jusqu’au front de rupture. On y traite l’adhésion des adhésifs autocollants, la rupture des élastomères et des gels en identifiant les concepts clés qui dépassent le cadre de la mécanique de la rupture ordinaire. On définit les échelles de longueur physiques du problème et en particulier la longueur élasto-adhésiveΓ/E (où Γ est l’énergie de rupture et E le module élastique), et on illustre comment le rapport entre la taille de l’échantillon et Γ/E contrôle les mécanismes de déformation et la scission des molécules à l’échelle nano et microscopique lors de la propagation d’une fissure. Les concepts théoriques faisant le lien entre la mécanique des milieux continus et la physique des polymères sont rationalisés et illustrés par des expériences de micromécanique mettant en évidence les mécanismes d’endommagement à plusieurs échelles. La revue se conclut par une discussion des questions ouvertes et des concepts émergents.