Soutenance d'Hélène Piot-Durand

Contrôler simultanément force d’adhésion et dynamique de détachement d’adhésifs est important dans divers domaines industriels. L’approche la plus courante implique généralement des modifications chimiques de la couche adhésive (polymérique) et/ou de l’interface du substrat. Dans le cadre de cette thèse, nous proposons d’étudier une approche originale, en introduisant des modifications de propriétés physiques du substrat, en changeant sa topographie, mais aussi son élasticité. Ainsi, nous avons réalisé une étude expérimentale détaillée, où un ruban adhésif sensible à la pression est décollé depuis un substrat transparent, à une vitesse imposée constante, sur une large gamme, de quelques μm/s jusqu’à plusieurs m/s. Nous préparons nos substrats en utilisant différents matériaux : films UPVC (support du ruban adhésif), plaques de verre, de PMMA, couches de PDMS de module élastique et d’épaisseur variables. Ces surfaces sont texturées par micro-fraisage ou photolithographie, en réalisant des rainures transverses à la direction de pelage, de quelques microns de profondeur et de largeur, régulièrement espacées de quelques microns. Nous visualisons directement le processus de détachement, tout en mesurant la force nécessaire pour décoller le ruban adhésif. À haute vitesse, sur un substrat lisse et rigide, le front de détachement présente généralement une propagation saccadée, alternant périodiquement phases lentes et rapides, accompagnée d’une chute de l’énergie d’adhésion. Nous montrons alors que la déformation du substrat combinée à celle de l’adhésif augmente la force d’adhésion et affecte la dynamique du front de détachement, en diminuant le seuil de vitesse d’apparition d’une instabilité de "stick-slip". De plus, en fonction de la texture du substrat, nous montrons également la possibilité de contrôler cette instabilité, en décalant sa vitesse seuil d’apparition, ou en forçant la valeur de l’amplitude de micro-glissements rapides.