Notice
Des grains à la pâte
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Descriptif
Conférence expérimentale à l'ESPCI du 12 avril 2010, par Michel Cloître, Clémentine Locatelli, ESPCI ParisTech
L’argile du potier, lesémulsions, les encres sérigraphiques, les pâtes dentifrices, partagent beaucoupde propriétés étonnantes. Solides au repos, liquides sous sollicitation, cesmatériaux glissent en avalanches sans se déformer, ou au contraire s'écoulentcomme des liquides, se fracturent, vieillissent sur des temps très longs. Leurconnaissance est la clé de la réussite dans les applications et jette unéclairage nouveau sur la physique des matériaux désordonnés.
En dépit de leur grandediversité, les matériaux pâteux présentent de nombreux comportementsgénériques. Ce sont des matériaux cohésifs qui se comportent comme des solidesélastiques lorsqu’ils sont peu déformés mais qui peuvent se déformer ou mêmes’écouler lorsqu’on leur applique une grande déformation. Ces propriétés lesdistinguent des solutions de polymère viscoélastiques ou des milieuxgranulaires qui sont en général non cohésifs.
Un microscope suffit engénéral à explorer la structure de la plupart des pâtes à l’échelle de leursconstituants. Nous découvrons alors que les pâtes sont constituées departicules solides ou déformables dispersées dans une phase continue qui peutêtre un solvant ordinaire ou un milieu complexe contenant des polymères, destensio-actifs, … ou d’autres particules. L’art de la formulation consiste àajuster les interactions entre la phase dispersée, les « grains », et la phasecontinue, le « liant », pour obtenir la cohésion, l’élasticité et lespropriétés d’écoulement requises. Cette problématique est bien illustrée dansle cas d’un matériau cimentaire. Le ciment sans adjuvant se comporte comme unmilieu granulaire humide dépourvu de cohésion. L’ajout d’un adjuvant polymèrele transforme en une pâte cohésive et élastique qui peut être mise en formefacilement et utilisée dans de nombreuses applications. Cette problématique estau centre du développement des matériaux nouveaux dans l’industrie du bâtimentou de la fabrication des céramiques.
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