Résumé :
Les liquides polymères, largement utilisés dans l’industrie et dans la vie quotidienne, peuvent présenter des comportements complexes dans des conditions extrêmes. L’un de ces phénomènes intrigants est la fissuration des liquides, où les molécules de la chaîne liquide se rompent, entraînant une libération soudaine d’énergie et une fragmentation du matériau. Malgré son importance tant dans les processus industriels que dans la science fondamentale, la dynamique détaillée de la fissuration des liquides polymères reste mal comprise, principalement en raison des défis associés à la capture de ces événements rapides.
Dans cette étude, nous exploitons la puissance de l’imagerie à grande vitesse et de l’analyse multi-échelle pour découvrir les mécanismes sous-jacents à la fissuration des liquides polymères. À l’aide de configurations expérimentales conçues sur mesure et de techniques d’imagerie de pointe, nous visualisons les processus de fracture en temps réel, obtenant ainsi des informations sans précédent sur l’évolution des structures des matériaux au cours de la fissuration. Nos expériences révèlent des modèles complexes de jets de liquide, de cavitation et de génération d’ondes de choc, qui fournissent des informations cruciales sur les processus de dissipation d’énergie et de fragmentation.
En manipulant des paramètres expérimentaux tels que la composition du polymère, la température et les conditions de contrainte, nous étudions systématiquement la relation entre les propriétés des matériaux et le comportement à la fissuration. Nos résultats mettent en lumière l’influence de l’architecture moléculaire, de la densité d’enchevêtrement et des propriétés viscoélastiques sur la dynamique de craquage des liquides. Ces connaissances permettent une conception rationnelle et une optimisation des matériaux polymères, ouvrant la voie à des performances et une sécurité améliorées dans diverses applications technologiques.
En fin de compte, nos travaux comblent le fossé entre la compréhension fondamentale et les applications pratiques, faisant ainsi progresser le domaine de la physique des polymères et de la science des matériaux. Les connaissances acquises grâce à nos expériences à grande vitesse peuvent guider le développement de matériaux polymères plus robustes, contribuant ainsi aux innovations dans des secteurs allant de l'électronique et de l'énergie aux soins de santé et à l'aérospatiale.
