Confinement d'objets élastiques minces : draps froissés et chemises pliées
Résumé
Les feuilles dans les bourgeons sont des exemples d’objets minces confinés par un contenant. En général, tiges et plaques élastiques préfèrent se courber plutôt que s’étirer/se comprimer ou à défaut localiser les déformations comme dans une boulette de papier froissé. Nous réalisons expériences et simulations de papier froissé et tige pliée pour étudier l’apparition des déformations à petite échelle lorsque le confinement est imposé à grande échelle. Au cours du froissement d'une feuille de papier, nous mesurons la force et caractérisons la géométrie en configuration pliée par ‘tomographie’ manuelle, que nous comparons à celles attendues pour du papier plié régulièrement : de fortes analogies apparaissent entre papier froissé et papier plié. Une tige élastique est pliée suivant différents protocoles. Par analyse d’images, nous mesurons directement la géométrie et l’énergie élastique des motifs pliés. Une analyse statistique des propriétés géométriques et énergétiques nous permet d’identifier des ‘particules élémentaires’ et de mesurer une ‘température effective’. Notre étude suggère la pertinence d’approches de type physique statistique complémentaires aux approches mécaniques traditionnelles en élasticité, notamment pour comprendre la température effective apparaissant dans ce système athermique. Un objet élastique mince fortement confiné apparaît comme un système hors-équilibre original, sur lequel des mesures géométriques, mécaniques et même énergétiques sont possibles, permettant la confrontation de modèles.
Domaines
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