Sébastien Neukirch
Institut Jean le Rond d'Alembert
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Structures élancées : sélection de forme par capillarité

Aurélie Fargette, Sébastien Neukirch, Arnaud Antkowiak

Compte-rendus du 21ème congrès Français de Mécanique à Bordeaux (26 - 30 août 2013)

Abstract : Notre étude vise à la compréhension du rôle joué par les forces capillaires dans la sélection de forme et l’assemblage d’objets élastiques. Nous utilisons des expériences modèles pour isoler les mécanismes à l’oeuvre dans ces systèmes complexes avec pour but à long terme l’élaboration de nouvelles techniques de fabrication et de conception de systèmes industriels (surtout à petite échelle, où les forces capillaires entrent en jeu). Une autre motivation est la compréhension de systèmes biologiques où la capillarité et l’élasticité semblent jouer des rôles prépondérants. Plus précisément nous parlerons ici du claquage élasto-capillaire. Le phénomène de claquage est une instabilité où une arche élastique flambée saute d’une configuration d’équilibre en Λ à une configuration d’équilibre en V. L’arche bistable est utilisée comme interrupteur ou vanne dans de nombreux micro-systèmes électriques ou mécaniques. Comme pour les autres systèmes bi-stables se pose le problème de l’actionnement : comment déclencher le passage d’une configuration à l’autre (passage d’un col dans le paysage énergétique) ? Nous avons montré que l’on pouvait actionner l’arche au moyen de couples de force (tension de surface et pression de Laplace) crées par la présence d’une goutte le long de l’arche. De plus nous avons montré que ce système bistable pourrait servir de détecteur d’humidité en hydrophylisant une zone précise sur une des faces de l’arche. L’humidité excessive provoque la nucléation d’une goutte qui, une fois suffisamment grande, est à même de faire claquer l’arche, le claquage étant ainsi un signal d’une humidité trop forte.

éditeur : AFM, Maison de la Mécanique, 39/41 rue Louis Blanc, 92400 Courbevoie, France(FR).

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