L'adhésion

Les phénomènes d'adhésion sont présents partout dans notre quotidien, depuis l'expérience du bricoleur qui dépose un joint de colle pour réparer un objet (et chacun sait que si cela semble simple, ce n'est pas toujours fiable !) jusqu'à l'élaboration d'objets techniquement très complexes (structures alvéolaires de la coiffe de la fusée Ariane par exemple), en passant par notre fonctionnement biologique lui-même, puisque l'adhésion cellulaire est un élément clé de l'organisation des êtres complexes. Mais si ils sont omniprésents, et utilisés en pratique, les phénomènes d'adhésion sont longtemps restés peu compris, quant à leurs mécanismes physiques et physico-chimiques de base, non compréhension qui a été un frein important à leur utilisation technologique. Ceci a profondément changé au cours de ces dix à quinze dernières années, et ce sont ces progrès récents que nous nous attacherons à décrire. On a longtemps pensé que l'adhésion était une question de chimie interfaciale : pour faire tenir ensemble deux solides, il paraissait évident qu'il était nécessaire de créer des liaisons chimiques solides et nombreuses entre les deux surfaces en contact. Nous montrerons que cette idée est loin d'être vraie : si des liaisons chimiques sont utiles pour permettre à un assemblage de résister à des contraintes mécaniques, elles sont très loin de suffire à rendre compte des énergies d'adhésion pratiques. Pour qu'un joint adhésif soit solide, il faut qu'il soit capable, lorsqu'on le sollicite mécaniquement, de consommer de façon irréversible de l'énergie lors de sa déformation, et plus ces dissipations prennent place dans un volume important du matériau, plus l'énergie nécessaire à rompre l'adhésion est grande. La science de l'adhésion est donc une science pluridisciplinaire, mettant en jeu de la chimie et de la physique des interfaces, et, puisque les tests d'adhésion sont des tests de rupture des assemblages, de la mécanique de la rupture. Les progrès récents dans ces différentes disciplines sont à l'origine des progrès récents en science de l'adhésion. Nous montrerons plusieurs exemples dans lesquels des expériences systématiques, conduites sur des systèmes modèles, mettant souvent en jeu des polymères (car la plupart des adhésifs sont des polymères) ont permis d'identifier de façon précise les mécanismes moléculaires mis en jeu lors de la formation puis de la rupture d'assemblages adhésifs, et donc ouvert la voie à l'utilisation de ces mécanismes de façon optimisée.