Mechanical response of glassy materials : theory and simulation

• Main Author: Tsamados, Michel
• Language: ENG
• Published: Université Claude Bernard - Lyon I 2009
• Subjects: [PHYS:PHYS] Physics/Physics; Rheology; Mechanism shear bands; Glassy systems; Elastic moduli; Mechanical response; Dynamic heterogeneities
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00466081; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/61/00/70/PDF/TH2009_Tsamados_Michel.pdf

Il est bien établi que les propriétés mécaniques et rhéologiques d'une large classe de matériaux vitreux amorphes met en jeu - contrairement aux dislocations dans les cristaux - des rearrangements structuraux localisés formant par un processus de cascade des bandes de cisaillements. Cette localisation de la déformation est observée dans divers systèmes vitreux ainsi que dans des simulations numériques. Cette réponse mécanique complexe reste mal comprise à une échelle microscopique et il n'est pas clair si l'écoulement plastique peut être associé à une origine structurale locale ou à des processus purement dynamiques.Dans cette thèse nous envisageons ces problématiques à l'aide de simulations atomiques athermales sur un système Lennard-Jones modèle. Nous calculons le tenseur élastique moyenné localement sur une échelle nanométrique. A cette échelle, le verre est assimilable à un matériau composite comprenant un échafaudage rigide et des zones fragiles. L'étude détaillée de la déformation plastique à différents taux de cisaillement met en évidence divers régimes d'écoulement. En dessous d'un taux de cisaillement critique dépendant de la taille du système, la réponse mécanique atteind une limite quasistatique (effets de taille fini, cascades d'événements plastiques, contrainte seuil) alors que pour des taux de cisaillement plus importants les propriétés rhéologiques sont fixées par le taux de cisaillement imposé. Dans ce régime nous mettons en évidence la croissance d'une longueur de coopérativité dynamique et discutons de sa dépendance avec le taux de cisaillements.