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Films minces de cristaux liquides

Instabilité d'un film nématique Mon contact avec le monde de la recherche s'est notamment réalisé lors de ma thèse de doctorat, que j'ai effectuée sous la direction d'Anne-Marie Cazabat, professeur à l'Université Paris VI. J'ai été accueilli dans le Laboratoire de Physique de la Matière Condensée du Collège-de-France, dirigé par Pierre-Gilles de Gennes, professeur au collège de France et prix Nobel de Physique, et par Claudine Williams, directeur de recherches au CNRS.

 

Est-il besoin de dire que j'ai rencontré dans ce la boratoire un environnement exceptionnel non seulement sur le plan scientifique, mais aussi sur le plan humain ? Ces années sont venus parachever ma formation: j'y ai appris le travail en équipe; au cours des congrès auxquels j'ai participé, j'ai été amené à rencontrer des scientifiques du monde entier; j'ai connu l'euphorie d'obtenir des résultats intéressants et le doute des longs mois de recherches improductives; j'ai acquis de la Physique une image d'une science active et exigeante. Bref, ces années ont largement contribué à étendre mon ouverture d'esprit scientifique.

Voilà pourquoi j'encourage très vivement tout étudiant en Sciences Physiques à s'engager, s'il en a l'occasion, dans une thèse.

Ma thèse a porté sur l'étude des films minces de cristaux liquides, et notamment sur leurs propriétés de mouillage d'une surface solide. Je l'ai soutenue le 13 Juillet 2001 au Collège de France devant le jury constitué de:

  • Mme Anne-Marie Cazabat, directeur de thèse, professeur à l'Université Paris VI,
  • M. Jean Daillant, rapporteur, ingénieur CEA,
  • Mme Elisabeth Dubois-Violette, président du jury, directeur de recherches au CNRS,
  • M. Jean-Baptiste Fournier, rapporteur, professeur à l'Université Paris VII,
  • M. Jean-Pierre Hulin, examinateur, directeur de recherches au CNRS,
  • Mme Marie-Pierre Valignat, examinateur, maître de conférences à l'Université Paris VI.

Le jury m'a accordé ses félicitations avec la mention très honorable.

Pour avoir un aperçu du contenu de la thèse, vous avez la possibilité de lire le résumé ci-dessous.

Ma thèse est archivée sur le serveur thèses-EN-ligne du CNRS que vous pouvez consulter.

Résumé

Très petite goutte en phase isotrope Cette thèse consiste en une étude des films minces de cristaux liquides centrée sur leurs propriétés de mouillage d'une plaquette de silicium. Nous présentons d'abord l'étude d'une transition de mouillage prenant place au voisinage de la transition nématique-isotrope. Nous montrons que l'évolution du paramètre d'étalement de gouttes isotropes en fonction de la température suit une loi d'échelle au voisinage de la transition de mouillage, caractéristique des transitions de phase du second ordre. Au plus près de la transition, il s'avère que la structuration des premières couches moléculaires des gouttes isotropes au contact de la surface solide affecte les propriétés de mouillage à l'échelle macroscopique.

 

 

Profil d'épaisseur d'une goutte nématique

De l'autre côté de la transition, des relevés ellipsométriques du profil d'épaisseur des gouttes nématiques en fonction de la température ont permis de mettre en évidence le rôle des propriétés élastiques du cristal liquide dans la transition de mouillage, en relation avec le modèle de " crêpe élastique ". Nous discutons ensuite de la stabilité de films nématiques étendus, d'épaisseurs variables, en fonction de la température. Nous avons mis en évidence une épaisseur de stabilité marginale, en dessous de laquelle les films se révèlent instables, dont les variations reflètent celles du paramètre d'ordre nématique. Une étude de la dynamique des structures qui se forment à la surface libre de films instables permet de mettre en évidence les parentés entre cette instabilité de surface et le processus de décomposition spinodale dans les mélanges binaires. Enfin, une étude expérimentale de la dynamique d'étalement de gouttes smectiques est présentée en relation avec le modèle d'écoulement de gouttes stratifiées de de Gennes-Cazabat.