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Séminaire Elie Wandersman

Le couplage des degrés de liberté dans les systèmes complexes


Elie Wandersman

Leiden Institute of Physics
Leiden, Pays-Bas

De nombreux systèmes expérimentaux présentent des dynamiques complexes, qui nuisent à une bonne prédictibilité de leur évolution temporelle. C’est le cas par exemple des verres colloïdaux dans lesquels des dynamiques lentes, non diffusives, vieillissantes et collectives sont observées. C’est le cas également des suspensions de fibres élastiques sous cisaillement, qui ont des propriétés rhéologiques anormales, liées au flambage des fibres. Le couplage des degrés de liberté (position, orientation, déformation…) pourrait être une source de cette complexité. Je me propose dans ce séminaire d’illustrer ce couplage entre degrés de liberté dans deux systèmes complexes, très distincts :

  • Le transport d’une fibre élastique (L≈1 cm) dans un réseau de tourbillons, pour étudier le couplage entre la déformation et la translation. Je vous montrerai que la déformation de la fibre, qui a lieu lorsque les forces visqueuses sont suffisamment grandes, modifie les propriétés de transport dans le réseau.
  • La dynamique de translation de nanoparticules magnétiques chargées en forte interaction formant un verre colloïdal. En présence d’un champ magnétique extérieur, le potentiel d’interaction devient anisotrope, ainsi que la structure à l’échelle interparticulaire. Nous pouvons ainsi étudier le couplage entre l’ordre orientationnel et la dynamique de translation des nanoparticules. Nos résultats expérimentaux (mesures XPCS) montrent que la dynamique de translation, et plus particulièrement son caractère coopératif, sont fortement affectés par le caractère anisotrope du potentiel d’interaction.