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LEMAITRE Anaël

Chercheur
Bureau

Mes travaux portent sur différentes questions de physique ayant trait aux propriétés mécaniques de matériaux désordonnés, avec pour objectif d’identifier les mécanismes élémentaires qui contrôlent leur comportement macroscopique. J’aborde ces questions par une approche qui mêle la construction de modèles théoriques à la mise en œuvre de simulations numériques.

Thèmes de recherche

La notion de « matériaux amorphes » recouvre une vaste classe de systèmes (verres, suspensions colloïdales, polymères, matériaux granulaires,...) qui ont en commun l’absence de structure régulière à petite échelle. Ces systèmes présentent un grand nombre de similarités du point de vue de leur comportement macroscopique : on peut citer le phénomène de vieillissement, la présence d’une seuil de contrainte, des rhéologies non-newtonienne, l’apparition fréquente d’effets de localisation. Ces nombreux parallèles entre matériaux de natures très diverses suggèrent qu’il y aurait un lien entre certaines propriétés macroscopiques et la seule existence du désordre structurel de petite échelle, mais ce lien est encore très mal compris. Afin de progresser dans ce sujet, il faut à la fois parvenir à identifier les mécanismes "universels"—communs à différents types de matériaux—et comprendre ce qui est spécifique à certains types d’interactions (friction et rigidité des particules dans les matériaux granulaires, par exemple). Dans cette perspective, l’étude de matériaux différents est particulièrement utile parce qu’elle permet de bénéficier d’éclairages complémentaires.

Aussi, mes travaux portent sur différents types de systèmes. On peut distinguer principalement deux classes :

  • Des « solides amorphes », tels que verres moléculaires, verres colloïdaux et verres métalliques. Les particules constituant ces systèmes sont de petite taille et les interactions entre elles rendent possible l’existence de couplages élastiques de longue portée qui semblent jouer un rôle essentiel dans les mécanismes élémentaires de la réponse mécanique, à travers l’apparition de phénomènes complexes comme des avalanches.
  • Des matériaux granulaires, au sens large, dans lesquels ont peut inclure des suspensions non-colloïdales et même certaines mousses. Il s’agit de systèmes pour lesquels les interactions inter-particulaires sont très rigides de sorte que vont se poser des questions sur l’existence d’une transition de blocage ("jamming"), la présence de forces frictionnelles et de leur rôle. Dans la plupart de ces systèmes des effets liés à l’inertie des grains sont directement observables.

Enseignement

Cours "Nanomatériaux" du département GMM de l’École des Ponts ParisTech