Instabilité de Stick-Slip lors du pelage d`un adhésif - TEL (thèses

Instabilit´e de Stick-Slip lors du pelage d’un adh´esif
Marie-Julie Dalbe
To cite this version:
Marie-Julie Dalbe. Instabilit´e de Stick-Slip lors du pelage d’un adh´esif . Physique [physics].
Universit´e Claude Bernard Lyon 1, 2014. Fran¸cais. <tel-01354893>
HAL Id: tel-01354893
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01354893
Submitted on 19 Aug 2016
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Th` ese de doctorat
Sp´ecialit´e Physique
Pr´esent´ee par
Marie-Julie DALBE
en vue d’obtenir le grade de
Docteur de l’universit´
e Claude Bernard Lyon 1
´
Ecole Doctorale de Physique et d’Astrophysique de Lyon
Instabilit´e de Stick-Slip lors du pelage d’un adh´esif
Sous la direction de
St´ephane SANTUCCI et Lo¨ıc VANEL
Soutenue publiquement le 6 Novembre 2014 devant le jury compos´e de
Costantino CRETON Examinateur
Liliane L´ EGER Examinateur
Serge MORA Rapporteur
Benoˆıt ROMAN Rapporteur
St´ephane SANTUCCI Directeur de th`ese
Lo¨ıc VANEL Co-directeur de th`ese

Instabilit´e de Stick-Slip lors du pelage d’un adh´esif
R´esum´e
Cette th`ese de doctorat pr´esente une ´etude essentiellement exp´erimentale de l’instabilit´e de stick-slip lors
du pelage d’adh´esifs.
Nous avons d´evelopp´e diff´erents dispositifs exp´erimentaux permettant d’observer directement la dynamique
de rupture saccad´ee du pelage. Les exp´eriences sont r´ealis´ees `a vitesse impos´ee dans diff´erentes g´eom´etries :
l’adh´esif est pel´e directement depuis son rouleau, ou depuis un substrat plan `a angle impos´e. D’une part, nous
avons mis en ´evidence d’importants effets dynamiques, que les mod`eles th´eoriques actuels ne permettent pas
d’expliquer. D’autre part, nous avons montr´e l’effet crucial de l’angle de pelage sur l’instabilit´e, qui est forte-
ment r´eduite (en amplitude et en gamme d’existence) pour de grands angles. De plus, une nouvelle approche
th´eorique, prenant en compte l’inertie du ruban, permet de comprendre en partie ces r´esultats exp´erimentaux.
Enfin, nous d´emontrons que l’instabilit´e de stick-slip est multi-´echelle, en mettant en ´evidence la pr´esence
d’une instabilit´e secondaire, `a des ´echelles temporelles et spatiales plus faibles que le stick-slip observ´e habi-
tuellement. Alors que l’instabilit´e principale est caus´ee par des variations d’´energie ´elastique d’´elongation, cette
instabilit´e secondaire est pilot´ee par un relˆachement de l’´energie de courbure du ruban.
Mots-cl´es : Stick-slip, pelage, adh´esifs, m´ecanique de la fracture
Stick-slip during the peeling of adhesive tape
Abstract
This thesis presents a mainly experimental study of the stick-slip instability during the peeling of adhesive
tape.
We developed different experimental set-ups, allowing us to observe directly the jerky dynamics during pee-
ling. The experiments are conducted at an imposed velocity and different geometries : the adhesive is peeled
directly from a roller, or from a flat substrate at a fixed angle. On the one hand, we highlight the existence of
strong dynamical effects, which cannot be understood with the existing theoretical models. On the other hand,
we show the crucial effect of the peeling angle on the instability, which is strongly reduced at large angles (both
its amplitude and range of existence decrease). Besides, a new theoretical approach, taking into account the
ribbon inertia, can allow us to understand partially the experimental observations.
Finally, we show that the stick-slip instability is multi-scale : a secondary instability can occur at spatial
and temporal scales smaller than the usually observed stick-slip. While the main instability is due to variations
of the stretching elastic energy, this secondary instability is driven by the release of the bending energy stored
in the ribbon.
Key-words : Stick-slip, peeling, adhesives, fracture mechanics
Laboratoire de Physique
´
Ecole Normale Sup´erieure de Lyon
46, all´ee d’Italie
69007 Lyon, France