Mon domaine de recherche est la physique statistique de la matière molle ou désordonnée. En particulier, j'ai étudié la dynamique de traceurs dans un environnement fluctuant, le comportement d'ions près d'interfaces chargées, la rupture d'un solide hétérogène et le comportement de films minces.

Traceurs dans un environnement fluctuant

J'étudie la dynamique de traceurs dans un environnement fluctuant, représentant par exemple un bain de colloïdes. Je m'intéresse à des situations diverses :

traceur

Ci-dessous, une animation montre que quand deux populations se croisent, les particules de même type forment des lignes dans la direction du déplacement.

Mécanique et géométrie de feuilles minces et interfaces

Prédire la forme d'une goutte emballée dans une feuille mince fait appel à des équations mécaniques complexes. Nous avons montré qu'un modèle géométrique simple pouvait rendre compte des formes observées : la feuille cherche spontanément à maximiser le volume emballé, comme on cherche à maximiser la quantité de garniture emballée dans un samosa ou une calzone.

Un ruban tendu et tordu peut prendre de nombreuses formes différentes. Nous essayons d'expliquer théoriquement les formes observées à partir des équations des plaques.

wrapping

Formes polygonales apparaissant spontanément dans l'emballage d'une goutte par une feuille mince (100 nm). Gauche : expériences (échelle : 1 mm) ; Droite : théorie.

Ions près de surfaces chargées

Les liquides ioniques sont des liquides constitués presque exclusivement d'ions. Ils développent des oscillations de densité de charge au voisinage de surfaces chargées. Avec Rudolf Podgornik, David Dean, Ron Horgan et Thomas Hammant, nous avons développé un modèle unidimensionnel discret qui peut être résolu exactement. Nous avons montré que ce modèle reproduit l'oscillation de charge ainsi que d'autres propriétés, comme la caractéristique d'un condensateur constitué de liquide ionique. Nous nous sommes aussi intéressés à l'effet de la polarisabilité d'ions dilués proche d'une interface chargée, ce qui permettrait d'expliquer le comportement différent d'ions de même charge.

liq_ion

Haut : Modélisation d'un liquide ionique par un gaz de Coulomb unidimensionnel sur réseau. Bas : Densité de charge d'un liquide ionique au voisinage d'une surface chargée chargée.

Rupture fragile des solides hétérogènes

Comprendre les propriétés de rupture de solides hétérogènes comme le béton ou les roches est crucial en mécanique. Dans les solides fragiles, la rupture survient par la propagation d'une fissure à travers l'échantillon. L'équation qui gouverne l'évolution du front de fissure appartient à la classe des systèmes élastiques désordonnés, parmi lesquels on trouve les fronts de mouillage et les parois de domaines magnétiques. Avec Alberto Rosso et Laurent Ponson, nous avons chercher à déterminer la résistance effective du matériau en fonction des paramètres microscopiques des hétérogénéités. Nous avons montré que deux régimes pouvaient être identifiés : si le matériau est faiblement hétérogène, la résistance effective dépend de peu de paramètres et peut être prédite ; si le matériau est fortement hétérogène, elle dépend de nombreux détails microscopiques, ce qui empêche sa prédiction. Avec Vivien Lecomte, nous avons obtenu une expression analytique pour le premier régime, qui explique aussi l'effet de la géométrie du désordre. Avec Laurent Ponson et Djimédo Kondo, nous développons un modèle de rupture par endommagement, c'est à dire par évolution de la densité locale de microfissures.

rupture

Gauche : Modélisation de la propagation d'une fissure par l'avancée d'une ligne dans un milieu désordonné. Droite : Force critique en fonction du paramètre du désordre.