Soutenance de Jacques Blin

Au programme, une présentation en anglais d'une partie de mes travaux des trois dernières années au laboratoire, menés sous la direction de Thibaut Divoux et Sébastien Manneville, dont vous trouverez ci-après un rapide résumé. Le jury de ma soutenance sera composé de Laurence Ramos (Univ. Montpellier, CNRS), Jasper van der Gucht (Wageningen University & Research), Guilhem Baeza (Univ. Jean Monnet St Etienne), Pavlik Lettinga (KU Leuven & FZJ) et Véronique Trappe (Univ. Fribourg). Un lien zoom vous sera partagé le jour de la soutenance si vous souhaitez assister à la soutenance en distanciel.

Résumé

Les mélanges colloïdes-polymères présentent des propriétés mécaniques remarquables du fait de leur auto-assemblage finement contrôlé par la physico-chimie du système. Cette thèse étudie trois systèmes modèles à la microstructure et aux interactions calibrées par une physico-chimie contrôlée. A travers leur étude rhéologique poussée, nous caractérisons l’impact de l’histoire de cisaillement sur la connectivité de ces structures, à travers réarrangements et transitions de phase induits sous écoulement.

Tout d’abord, en étudiant le diagramme de phase des suspensions aqueuses de silice fumée/poly(oxyde d'éthylène), nous montrons par diffusion de rayons X aux petits angles (SAXS) que l’auto-assemblage des colloïdes est contrôlé par leur taux de recouvrement par le polymère adsorbé. Deux classes de microstructures sont ainsi identifiées, associées à deux modes d’évolutions des propriétés viscoélastiques et des courbes d’écoulement.

Ensuite, l'étude de la gélification des suspensions de silice fumée/polyacrylamide (PAM) met en évidence un principe de superposition temps-connectivité. En modulant les interactions colloïdes-polymères via le rapport glycérol/eau du solvant, nous révélons un comportement universel obéissant à un principe de superposition temps-composition, étayé par des analyses SAXS et par spectroscopie de corrélation de rayons X (XPCS). En deçà du point de gélification, les suspensions présentent une transition liquide-gel induite par cisaillement, dont les propriétés résultent d'un couplage étroit entre vieillissement et cisaillement. Leur étude en rhéo-SAXS révèle que la structuration et l’anisotropie sous écoulement sont des précurseurs à la transition de phase.

Enfin, nous étudions des suspensions d'agglomérats cassables et non-Browniens de silice dans du PAM. Leurs propriétés d'écoulement présentent deux régimes d'évolution distincts séparés par un taux de cisaillement critique. En deçà, la viscoélasticité varie réversiblement selon un principe de superposition déformation-connectivité. Au-delà, le cisaillement induit une dégradation irréversible des agglomérats, décrite par un principe de superposition dégradation-connectivité.

Ainsi, l’ensemble de ces études apportent un nouveau regard sur le rôle du cisaillement comme paramètre de contrôle expérimental dans la modulation de la structure et de la connectivité des suspensions colloïdes-polymères.