Brevet FR2892814A1 — publié le 20070504

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA DETERMINATION D'AU MOINS UNE PROPRIETE DYNAMIQUE D'UN MATERIAU FLUIDE OU SOLIDE DEFORMABLE L'invention porte sur un procédé de détermination d'au moins une caractéristique dynamique d'un échantillon d'un matériau fluide ou solide déformable et sur un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. L'invention s'applique en particulier aux mesures de rhéologie et de viscosité. Au sens de l'invention le terme solide déformable , correspond à un matériau ayant une réponse élastique à des taux de déformations supérieurs à 0,01 %. La rhéologie est une discipline qui traite des propriétés dynamiques des liquides et matériaux en examinant leur réponse à l'action d'une contrainte [G. Couarraze et J.L. Grossiord, "Initiation à la Rhéologie", Ed. Lavoisier]. Cette discipline s'est rapidement imposée comme étant la technique de caractérisation des fluides mais aussi des matériaux présentant des comportements intermédiaires entre le solide parfait et le fluide modèle (newtonien) ; c'est à dire la très grande majorité des matériaux que l'on nomme classiquement fluides viscoélastiques et qui contient un nombre grandissant de substances de part l'apparition d'une grande variété de nouveaux produits au comportement complexe, par exemple les émulsions, les mousses, les boues, les gels et biogels, les pâtes et pâtes cimentaires, les produits pétroliers et bien sûr les polymères et élastomères). Les mesures rhéologiques sont généralement réalisées à l'aide de dispositifs commerciaux, en particulier des rhéomètres à symétrie de mouvement axiale (rotation) sur lesquels le matériau peut être sollicité soit en mode oscillatoire avec des fréquences généralement comprises entre 0,01 rad/s et 100 rad/s (mesures des propriétés viscoélastiques, viscosité), soit en mode continu, c'est à dire imposant une rotation continue (étude des propriétés d'écoulement, généralement appelée rhéologie non-linéaire) ou une contrainte constante (étude de la relaxation de contrainte, fluage). Il existe sur le marché de très nombreux rhéomètres à contrainte imposée ou à déformation imposée. Ces rhéomètres sont quotidiennement utilisés dans l'industrie, le développement et la recherche comme instruments de caractérisation des fluides, et en particulier des matières plastiques. Ils sont construits et commercialisés par des sociétés spécialisées (TA-Instruments, Rheometric, Bohlin, Physica, Haake, Anton Paar, Thermo Rheo...) ayant une expérience de longue date pour cette instrumentation. Il est également connu d'utiliser des piézorhéomètres, qui utilisent le déplacement oscillant micrométrique d'une membrane piézoélectrique pour assurer la sollicitation en déformation d'un échantillon. Il est convenu par la société des rhéologues que les mesures réalisées avec un piézorhéomètre sont similaires à celles des rhéomètres conventionnels [J. Crassous et al., J. of Rheology, 49 (2005) 851]. Qu'elles soient effectuées à l'aide d'un rhéomètre conventionnel ou d'un piézorhéomètre, les mesures rhéologiques sont entièrement tributaires des conditions d'interaction entre l'échantillon et une surface d'interaction du rhéomètre (support de l'échantillon). Lorsque l'interaction du matériau avec le support n'est pas suffisamment intense, la résistance du produit à la sollicitation de déformation (ou de contrainte) imposée et mesurée par le rhéomètre, est incomplètement prise en compte (conditions de glissement partiel ou total). Assurer des conditions de non- glissement du matériau par rapport au substrat est donc essentiel, sans quoi aucune information quantitative sur la contribution solide (module élastique) et la contribution visqueuse (module visqueux ou de perte) n'est possible. Jusqu'à une époque récente on considérait que des conditions de non-glissement étaient garanties pour la majorité des expériences de rhéologie, en particulier en ce qui concerne les fluides peu visqueux. Des études récentes on montré que ce n'est pas toujours le cas. Le groupe de P. Martinoty est parvenu à minimiser les facteurs de glissement lors d'études effectués sur des échantillons de faibles épaisseurs (moins de 150 pm) en utilisant un piézorhéomètre équipé de surfaces d'interaction traitées d'une manière appropriée. Ces surfaces d'interaction sont des surfaces de verre classiques de qualité optique, rainurées dans le sens perpendiculaire au mouvement (ces rainures produisent des défauts macroscopiques de plusieurs microns alors que l'épaisseur moyenne d'utilisation est de l'ordre de 20-30 microns) ou soumises à des traitements chimiques ou à des irradiations pour faire apparaître des charges en surface. Dans ces conditions (non-glissement), il a été montré que la réponse rhéologique d'un film de polymère standard (polystyrène) n'est pas celle d'un fluide viscoélastique mais celle d'un gel. Ceci se traduit par l'invariance du module élastique avec la fréquence [D. Collin et P. Martinoty, Physica A 320 (2003) 235]. L'utilisation de la méthode développée par cette équipe fait peser sur l'opérateur des contraintes importantes. En effet, les glissements ne sont évités que dans des conditions de très faibles déplacements du substrat par rapport au produit, ce qui impose d'utiliser des échantillons de faible épaisseur [G. Ash et collaborateurs, Les capteurs en instrumentation , Dunod, 5ième Ed. (2001) 506)] et de prêter une attention particulière à l'état de surface des supports. A titre d'exemple, les taux de déformations appliquées par D. Collin et P. Martinoty sont de l'ordre de 0,01% et les mesures sont réalisées à faibles épaisseurs Un but de l'invention est de procurer un procédé et un dispositif pour effectuer des mesures rhéologiques et/ou de viscosité permettant de minimiser ou supprimer les effets de glissement entre un échantillon et son support, tout en étant plus simples à réaliser, moins coûteuses, plus reproductibles et/ou permettant de surmonter les limitations des piézorhéomètres dans les études en fonction de la température. Selon l'invention, un tel but est atteint par un procédé de détermination d'au moins une caractéristique dynamique d'un échantillon d'un matériau fluide ou solide déformable, comportant : - la mise en contact dudit échantillon avec au moins une surface d'interaction ; - la mise en oeuvre d'un mouvement relatif entre ledit échantillon et ladite surface d'interaction ; - la mesure d'au moins une grandeur dynamique ou cinématique pour l'échantillon et/ou ladite surface d'interaction et la détermination, à partir de ladite mesure, d'au moins une caractéristique dynamique dudit échantillon, caractérisé en ce que ladite surface d'interaction présente une mouillabilité intrinsèque vis à vis du matériau supérieure à celle 2 0 des métaux. Par grandeur dynamique ou cinématique on entend, par exemple, une fréquence, une contrainte, une amplitude, une déformation, une vitesse, une accélération ou une force. Par caractéristique dynamique on entend une caractéristique propre à l'échantillon, tel qu'un module élastique 25 et/ou un module visqueux, déterminé à partir de la mesure d'une ou de plusieurs grandeurs dynamiques ou cinématiques. L'utilisation d'une surface d'interaction selon l'invention permet d'améliorer l'interaction entre l'échantillon et le support à tel point que les glissements sont fortement réduits ou essentiellement supprimés même 30 dans les conditions d'utilisation des rhéomètres conventionnels (déplacements plus importants et échantillons plus épais que dans le cas des mesures utilisant un piézorhéomètre), relâchant ainsi les contraintes que la technique de l'art antérieur imposait à l'expérimentateur. En outre, une surface d'interaction selon l'invention présente une stabilité accrue, qui permet de réduire les coûts et d'améliorer la reproductibilité des mesures. Selon des modes de réalisation particuliers du procédé de l'invention : - ladite surface d'interaction peut présenter un paramètre de rugosité arithmétique inférieur à 12,5 pm, de préférence compris entre 0,1 et 3,2 pm et avantageusement entre 0,4 et 1,6 pm. - ladite surface d'interaction peut présenter une porosité 10 ouverte nulle ; - ladite surface d'interaction peut présenter une énergie de surface à température ambiante supérieure à 1,2 J/m2 ; - ladite surface d'interaction peut être constituée d'une céramique frittée à haute densité , typiquement composée essentiellement 15 d'oxydes, nitrures et/ou carbures et présentant une densité supérieure à 2,7 ; en particulier ladite céramique peut être constituée ou préparée à partir de Al2O3, MgO, SiO2, SiC, ZrO2 ou un mélange de ces derniers, et/ou être obtenue par frittage à une pression supérieure ou égale à 1 MPa et à une température supérieure ou égale à 1500 C ; 20 - ladite surface d'interaction peut être constituée d'un monocristal, en particulier un monocristal à base de silicium, de germanium, d'oxydes ou de carbures tels que AI2O3, MgO ou SiC; - le procédé peut comporter la mise en contact dudit échantillon avec au moins deux surfaces d'interaction et la mise en oeuvre 25 d'un mouvement relatif entre lesdites deux surfaces d'interaction ; - ladite grandeur dynamique ou cinématique peut être une grandeur relative de l'échantillon par rapport à la surface d'interaction, par exemple un déplacement relatif ; -ladite grandeur dynamique ou cinématique peut être 30 choisie parmi une fréquence, une contrainte, une amplitude, une déformation, une vitesse, une accélération et une force. Le but ci-dessus est également atteint à l'aide d'un dispositif selon l'invention, comportant : - au moins une surface d'interaction destinée à être mise en contact avec ledit échantillon ; et - un moyen pour imposer un mouvement relatif entre ledit échantillon et ladite surface d'interaction, caractérisé en ce que ladite surface d'interaction présente une mouillabilité intrinsèque vis à vis du matériau supérieure à celle des métaux. Selon des modes de réalisation particuliers du dispositif de l'invention : - ladite surface d'interaction peut être telle que définie ci-dessus ; - le dispositif peut comporter au moins un capteur pour 15 mesurer au moins une grandeur dynamique ou cinématique pour l'échantillon et/ou ladite surface d'interaction ; - ledit capteur et ledit moyen pour imposer un mouvement relatif entre ledit échantillon et ladite surface d'interaction peuvent être placés sur un même axe ; 20 - ledit moyen pour imposer un mouvement relatif entre ledit échantillon et ladite surface d'interaction peut comporter une deuxième surface d'interaction, et également comporter un éventuel moyen pour imposer un mouvement relatif entre lesdites deux surfaces d'interaction ; - ledit capteur peut être choisi parmi un capteur de force, 25 un capteur de couple et un capteur de déplacement. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemple et qui représentent, respectivement : - la figure 1 a, une photographie d'une goutte sur une 30 surface ; - la figure 1 b, une représentation de l'angle de contact entre la goutte et la surface de la figure 1 a ; 10 - la figure 2, une représentation schématique de la boucle d'asservissement simplifiée d'un rhéomètre à déformation imposée ; - la figure 3, l'évolution de l'angle de contact 0 en fonction du temps t (s) pour une goutte de polybutylacrylate déposée sur différents surfaces ; - les figures 4a à 4g, des représentations schématiques de différents dispositifs et méthodes selon l'invention ; - les figure 5a et 5b, respectivement, une photographie d'un front de goutte sur une surface en alumine (AI203) et en aluminium ; - les figures 6a et 6b, respectivement, des courbes viscoélastiques montrant la dépendance fréquentielle des modules visqueux et élastiques pour des surfaces d'interaction standards en aluminium, (a) et pour des surfaces d'interaction selon l'invention (b) ; - les figures 7a et 7b, respectivement, une représentation schématique d'une coupe dans l'épaisseur d'une surface d'interaction selon l'invention après fraisage en bout avec outils diamantés et une photographie de cette même surface. Dans un rhéomètre conventionnel, par exemple du type ARES de TA-Instruments, un échantillon du matériau à étudier est placé en contact entre deux supports (surfaces d'interaction), généralement des plateaux métalliques, qui ont pour objet de transmettre à l'échantillon une contrainte de déformation. La déformation de l'échantillon peut résulter de l'application d'une force ou de l'application d'une déformation (rhéomètre à déformation imposée). Le mouvement peut être généré par le plateau inférieur, le plateau supérieur restant fixe ou l'inverse. Dans un rhéomètre à déformation imposée "vraie", le moteur qui entraîne la déformation de l'échantillon est relié au premier plateau support échantillon et le capteur de force est relié au second plateau. Le capteur applique une force de manière à stabiliser l'arbre du second plateau. Ce procédé de mesure rend fidèlement compte de la déformation de l'échantillon car la mesure et la déformation sont découplées. Le support est ici constitué de deux plateaux distincts. Le schéma de la figure 2 représente la boucle d'asservissement simplifiée d'un rhéomètre à déformation imposée. Le schéma permet en particulier de situer où intervient la contribution de l'interface échantillon et support (plateaux) dans la boucle de mesure. Le régulateur de pilotage 20 du moteur 21 qui entraîne la déformation reçoit une consigne et la transmet au moteur. Le moteur 21 engendre un mouvement ou une vitesse angulaire 0. Un contrôle du déplacement est alors effectué à l'aide du contrôleur 22 afin de maintenir un déplacement équivalent à ce qui est demandé. Le moteur 21 est en contact avec le premier plateau 23, qui est en interaction avec l'échantillon 24. La transmission du déplacement à l'échantillon est entièrement conditionnée par ses propriétés d'adhérence entre les deux matériaux. Le mouvement réellement transmis à l'échantillon est 0'. Enfin, la transmission de la déformation au deuxième plateau 25 (dit plateau de mesure), équipé d'un capteur 26 est également conditionnée par la qualité de l'adhérence entre l'échantillon 24 et ledit plateau de mesure 25. Soit Q1, le mouvement lu par le capteur. La mesure finale de la boucle d'asservissement conduit à la mesure de : 0 ù 01, où 0 correspond au couple déterminant la vitesse angulaire imposée par le moteur et 01 le couple nécessaire à l'arrêt de l'arbre capteur ou le déphasage qui y est mesuré (bloc 27). Les pertes possibles d'adhérence, donc de transmission de couple 0 entre les plateaux et l'échantillon, sont représentées sur le schéma par les blocs "frottements ou glissements" identifiés par les références 28 et 29. Elles ne sont donc pas prises en compte dans la mesure. Cette perte est considérée à tort inexistante ou négligeable dans la plupart des mesures rhéologiques (déterminées dans des conditions de régime linéaire). Les inventeurs ont montré que la prise en compte de ces pertes de transmission modifie fondamentalement le spectre de réponse dynamique de l'échantillon, et par conséquent les connaissances des propriétés physiques du matériau. Selon l'invention, les problèmes associés aux glissements dans les mesures rhéologiques peuvent être résolus d'une manière satisfaisante en utilisant des supports, ou surfaces d'interaction, présentant des propriétés spécifiques, définies notamment à l'aide de paramètres tels que la mouillabilité, la porosité ouverte et la rugosité (paramètre de rugosité arithmétique). La mouillabilité d'une surface, qui est fonction de l'énergie de surface, peut être déterminée par le test de la goutte (dépôt d'un produit fluide ou solide déformable) s'étalant sur une surface, illustré par les figures la et 1 b. L'angle de contact 0 (figure 1 b) fournit une mesure simple et efficace de l'interaction entre l'échantillon et le substrat [T. Young, Phi. Trans. R. Soc. London 95 (1805) 65]. L'équation de Young relie l'angle de contact 0 à l'énergie de surface du produit par la relation: QsG= sL + QLG•cos 0, où QsG est l'énergie ou tension de surface de la zone solide-gaz, QsL l'énergie ou tension de surface de la zone frontalière entre le support et l'échantillon et QLG, l'énergie ou tension de surface liquide-gaz. En particulier, les Inventeurs recommandent d'effectuer une mesure dynamique de mouillabilité, consistant à observer l'évolution en fonction du temps dudit angle de contact 0 entre la surface 10 et la goutte 11. La relation entre l'angle de contact et l'énergie de surface est donnée par l'équation de Young [Phil. Trans. R. Soc. A 95 (1805) 65]. D'autres méthodes de mesures connues dans le domaine peuvent cependant être employées. Les surfaces d'interaction selon l'invention ont de préférence un angle de contact 0 inférieur à celui des métaux ou alliages métalliques non traités chimiquement (oxydation, nitruration ou autres) ainsi que les verres (silicates fondues) pour un même produit. Selon l'invention, il est préférable que la surface d'interaction soit choisie telle que l'angle de contact A entre celle-ci et le matériau à étudier (fluide ou solide déformable) évolue au cours du temps pour atteindre asymptotiquement un angle nul (mouillabilité totale) ou un angle largement inférieur (typiquement inférieur à 45 dans le cas de l'eau) à ceux obtenus avec des surfaces utilisés communément pour réaliser les supports d'échantillon dans les rhéomètres du commerce, c'est-à-dire les métaux, en particulier les aciers inoxydables et l'aluminium, ou les verres de silicates fondus (pour ces matériaux, l'angle de contact de l'eau dépasse les 60 ). La figure 3 montre l'évolution de l'angle de contact 0 en fonction du temps t (s) pour une goutte de polybutylacrylate déposée sur différents surfaces : acier inoxydable de type X2CrNi18-9 (acier fortement allié avec 0,02% de carbone, 18% de chrome et 9% de nickel) [Norme NF EN 10 269] (--), verre (0), aluminium (+), alumine (AI2O3) frittée haute densité (•), ZrO2 haute densité (x), CTU092 (acronyme pour Céramique Technique Usinable -nomenclature Final) (A), en SiC monocristallin (•) et en silicium monocristallin (o). Pour que les mesures soient comparables, ces matériaux présentent des états de surface presque identiques, c'est à dire des paramètres de rugosités de l'ordre de Ra = 0,8 à 1,6pm (voir ci-après pour la définition du paramètre Ra). La mesure de l'angle de contact 0 a été réalisée à l'aide d'une caméra munie d'un objectif macroscopique, à un rythme de 0,25 à 1 image/min. Les images ont été numérisées et enregistrées sur support numérique, puis l'angle entre le front de la goutte et le substrat a été déterminé par un traitement numérisé de l'image. Compte tenu des différences d'énergie de surface, différents essais de mouillage sont réalisés. Un premier test est effectué avec de l'eau distillée sur l'aluminium, l'acier inoxydable, le silicium et l'alumine non poreuse. Cette mesure préliminaire montre que la goutte d'eau est, en quelques instants, beaucoup plus étalée sur l'alumine et le silicium que sur l'aluminium, l'acier inoxydable ou le verre (silicate). L'alumine et le silicium présentent une excellente mouillabilité vis à vis du polybutylacrylate, quantitativement après un temps de 20 minutes, 0 30 ). Les essais de mouillage sont effectués dans les conditions ordinaires d'utilisation en rhéologie. Dans l'exemple qui suit, l'échantillon est un polymère standard, le polybutylacrylate, qui est un composé organique hydrophobe de faible masse moléculaire (Mw = 5000g/mol, polydispersité 1,1) -1 mesuré à température ambiante (25 C). L'évolution de l'angle de contact du polybutylacrylate en fonction du temps est illustrée en figure 3 et le temps de référence pour la comparaison est choisi à 70 min. Les tests montrent que le plus mauvais mouillage est celui obtenu avec un support en acier inoxydable (symbole r_~) (acier inoxydable utilisé 304L(X2CrNi18-9) [Norme NF EN 10 269]. En effet, l'angle obtenue 70 min après le dépôt de goutte, est de: 0 = 24 1 . Par ordre croissant de mouillabilité, on classe ensuite le verre (symbole 0) avec un angle de O = 20 1 , puis l'aluminium (symbole +) (AG3 contenant 97% d'aluminium et 3% de magnésium), avec un angle de contact de 0 = 19.5 . On peut remarquer sur la Figure 5 que la partie moléculaire (définie par le film mince s'étendant en amont de la goutte ù référence 12 sur la figurel b) est totalement absente sur l'aluminium ainsi que sur l'acier inox ou le verre. Ceci signifie que l'énergie de surface n'est pas assez forte pour générer la partie moléculaire qui permettra l'étalement total de l'échantillon. D'autre part, pour le verre, l'aluminium et l'acier inoxydable, on remarque que l'angle de contact atteint une valeur stationnaire non nulle très rapidement (t = 20 min) équivalente à celle mesurée 100 min plus tard. Le mouillage du polymère n'est donc jamais complet dans le cas de surface d'aluminium, d'acier inoxydable et de verre (silicate). Dans le cas des céramiques, et en particulier pour le ZrO2 haute densité (Fig.3 : symbole x), on peut remarquer la partie moléculaire visible au niveau de la goutte, même si l'angle de contact se stabilise à 8 =-15 1 . Dans le cas du dépôt sur de l'alumine frittée haute densité (Al203) (Fig.3: symbole •) et le CTU902 (Fig.3: symbole A), la partie moléculaire est très développée (voir la figure 5a). La mesure montre que l'angle de contact 0 diminue très vite et qu'après 70 min, il est inférieur à 10 . Deux heures après le dépôt de goutte, le mouillage de la pièce est total, l'angle 0 est alors nul. La comparaison réalisée avec une surface en silicium montre que la courbe de l'évolution de l'angle de contact avec le temps de l'alumine frittée est superposable avec celle faite avec CTU902. Ces conditions sont optimales, la tension de surface du liquide test étant inférieure à la tension de surface critique du support échantillon. Enfin, le SiC monocristallin (^) permet d'avoir une mouillabilité 5 totale dans un temps de 40 minutes. Alors que la quasi-totalité des expériences de rhéologie sont réalisées avec des supports échantillon en aluminium ou en acier inoxydable, les inventeurs ont découvert qu'il est avantageux d'utiliser des supports présentant une mouillabilité élevée. L'étude ci-dessus montre que le meilleur 10 résultat de mouillabilité est obtenu à l'aide de céramiques de type CTU902 ou AI2O3, le SiC monocristallin (Fig.3 : symbole ^) et le silicium monocristallin (Fig.3 : symbole o). D'une manière générale, selon l'invention, il est préférable qu'au moins une surface d'interaction (support de l'échantillon) soit constituée 15 de céramique frittée haute densité ou de monocristaux. Une céramique est définie comme un matériau composé d'au moins un élément d'électronégativité supérieure à 1,7 selon le critère de Pauling-Miller [ The Nature of the Chemical Bond , 3e édition, Ed. Cornell University University Press, Ithaca, NY 1960, Etats-Unis]. Au sens de la présente invention, une 20 céramique frittée à haute densité correspond plus précisément à un agglomérat d'oxydes, de nitrures ou de carbonates obtenu après déliantage, sous haute pression (> 1 MPa) et haute température (>1500 C) dont la densité est typiquement supérieure à 2.7 . Ce matériau est de conception récente, il présente des caractéristiques mécaniques proches (dureté) du 25 diamant et un indice de porosité ouverte nulle [ISO 5017]. On utilisera avantageusement des céramiques dérivées du magnésium, de l'aluminium et du silicium qui amènent une conjugaison de l'électronégativité et la non-saturation des couches atomiques externes. Il est à noter que la plupart des oxydes métalliques peuvent constituer des 30 céramiques, à l'exception des oxydes de fer ou de cuivre qui n'en forment pas. Les céramiques préférées selon l'invention sont constituée, ou préparées à partir de AI2O3, MgO, SiO2, SiC, ZrO2. Les monocristaux préférés sont les monocristaux à base de Si ou Ge (c'est-à-dire constitués de ces éléments à l'état pur ou combinés avec O, C ou tout autre métalloïde), et les oxydes et carbures solides tels que AI2O3, MgO et SiC. Par ailleurs, il est préférable que ladite céramique possède, en outre, des propriétés acido-basiques afin de pouvoir développer des interactions ioniques, acido-basiques, électrostatiques ou de van der Waals, avec l'échantillon. Ainsi, la céramique de type MgO peut agir comme base et attire davantage les composés de nature "acide", la céramique de type Al2O3 est amphotère et attire acides et bases, enfin le silicium est davantage considéré comme un acide, attirant bases ou les parties basiques des matériaux. De plus, les composés à électronégativité variable comme le magnésium (1,3 selon l'échelle de Pauling-Miller), l'aluminium (1,5) ou bien le silicium (1,8), c'est à dire correspondant à une famille d'éléments pouvant créer des liaisons covalentes, comme aussi le germanium, ont la possibilité de réaliser des liaisons de type, van der Waals, ioniques ou covalentes. Selon un autre mode de réalisation, ladite au moins une surface d'interaction peut être constituée d'un agglomérat ou d'un monocristal d'un matériau ayant une énergie de surface qui dépasse celle des métaux (> 1,2 J•m-2 à température ambiante) comme le silicium pur. A titre de comparaison, les matériaux traditionnellement utilisés pour support échantillon en rhéologie sont : l'aluminium (avec une énergie de surface de 0,7 J•m-2) les aciers inoxydables (de 0,7 à 1,1 J.m-2) et les verres de type silicates fondus (entre 0,2 et 0,3 J.m-2) (mesures des énergies de surface effectués à température ambiante). Selon un mode de réalisation préféré, la surface d'interaction est un matériau fritté exempt de porosité, plus précisément le constituant de base du support est une poudre très fine moulée sous pression à chaud P.C. Chervin, Céramiques et Matériaux pour l'optique, dans matériaux et joints d'étanchéité pour les hautes pressions , Lavoisier, tec et doc, 55 (1986) ; E. Mistler, Tape Casting Engineering Material Handbook, 4, Ceramic and Glass, ASM International, Materials Park, Ohio (1987) ; A.C. Pierre, Les Céramiques Techniques Septima Ed. (1994). La composition de ladite au moins une surface d'interaction est variable et peut être constituée d'une combinaison, de préférence sous 5 forme d'agglomérat, des matériauxprécédemment proposés. Par ailleurs, et dans la mesure où plusieurs surfaces d'interaction sont employées, celles-ci pourront être de natures différentes pourvu qu'elles obéissent aux critères précités et permettent d'assurer des conditions de non-glissement dans les conditions standard d'utilisation des 10 rhéomètres conventionnels. Les matériaux céramiques ou monocristallins mentionnés ci-dessus présentent une bonne mouillabilité intrinsèque. Cela signifie que leur mouillabilité n'est pas tributaire d'un traitement de surface particulier, physique (irradiation) ou chimique, susceptible de s'altérer dans le temps. 15 La porosité ouverte est définie conformément à la norme. ISO 5017. Par exemple, la céramique de type CTU902, malgré ses propriétés de mouillabilité particulièrement bonnes, n'est pas adaptée à la mise en oeuvre de la présente invention car elle est poreuse. Une surface poreuse serait traversée par l'échantillon, ce qui n'est généralement pas souhaité. 20 La rugosité de la surface d'interaction est définie à l'aide du paramètre de rugosité arithmétique, appelé Ra et ayant la dimension d'une longueur [Norme ISO 1302 et 12085] : il s'agit de la moyenne arithmétique de la hauteur des aspérités sur la surface du support en contact avec l'échantillon. Avantageusement, le paramètre Ra d'une surface d'interaction 25 selon l'invention doit être inférieur à 12,5 pm et de préférence présenter une profondeur moyenne d'ondulation variable. Typiquement, le paramètre de rugosité arithmétique sera compris entre 0,1 et 3,2 m, avantageusement entre 0,4 et 1,6 m. Il est préférable que la surface d'interaction soit obtenue à 30 partir d'une surface plane du matériau constituant le support en pratiquant un usinage en bout à l'aide d'une fraiseuse ou en utilisant une poudre abrasive ayant des grains de l'ordre du micron : le paramètre de rugosité arithmétique obtenu est alors de l'ordre 0,5 pm. De manière alternative, de telles surfaces d'interaction peuvent également être obtenues directement à l'aide d'une fraise diamant permettant d'atteindre le paramètre de rugosité arithmétique désiré, le grain de l'abrasif diamant correspondant au niveau de rugosité. Les figures 7a et 7b montrent respectivement une vue en coupe et en plan d'une surface d'interaction obtenue par l'utilisation d'une fraise diamant. On observe que la rugosité se présente sous la forme d'un ensemble de rainures parallèles. Cependant, contrairement aux procédés connus de l'art antérieur, l'orientation des rainures par rapport à la direction du mouvement relatif entre l'échantillon et la surface d'interaction n'est pas essentielle. D'une manière préférée, la surface d'interaction est chimiquement et mécaniquement stable, présentant une résistance à la compression > 400MPa, une résistance à la flexion > 60 MPa et un module d'élasticité (de Young) > 1000Pa. Les figures 4a à 4g montrent différentes variantes de dispositifs selon l'invention. En particulier : - la figure 4a correspond à un dispositif dans lequel l'échantillon 42 est placé entre deux surfaces d'interaction horizontales, 41a et 41 b, qui se déplacent l'une par rapport à l'autre (mouvement de translation); - la figure 4b correspond à un dispositif dans lequel l'échantillon 42 est placé entre deux surfaces verticales d'interaction 41a et 41 b entre lesquelles l'échantillon s'écoule ou est déplacé ; - la figure 4c correspond à un dispositif dans lequel 25 l'échantillon 42 est placé entre deux cylindres coaxiaux 41a et 41b en rotation l'un par rapport à l'autre (géométrie de Couette) ; - la figure 4d correspond à une bille qui se déplace dans un échantillon : dans ce cas il y a donc une seule surface d'interaction 41 entre le dispositif et l'échantillon 42 ; et 30 - les figures 4e à 4g correspondent à des dispositifs dans lesquels l'échantillon 42 est placé entre deux surface horizontales 41a et 41b d'interaction en rotation l'une par rapport à l'autre. Le dispositif de la figure 4g se caractérise par une géométrie d'interaction cône-plan, alors que les dispositifs des figures 4e et 4f présentent une géométrie plan-plan. Le mouvement relatif entre la surface d'interaction et l'échantillon peut être une rotation ou une translation. Dans le cas d'une rotation, l'échantillon subit en périphérie un déplacement Al plus grand qu'au centre de rotation (Al est proportionnel au rayon), et ce quelque soit la géométrie (plan-plan ou cône-plan, dans ce dernier cas, le taux de déformation est conservé). Les conditions de glissement varient en fonction de l'éloignement au centre de rotation, les risques de glissement entre l'échantillon et la surface d'interaction étant plus élevés aux bords. Cette difficulté est absente dans le cas d'une translation car le déplacement est identique en tout point de la surface, donc les conditions de glissement sont elles aussi uniformes. Avantageusement le déplacement sera donc une translation. Selon un mode de réalisation préféré le déplacement est de type oscillatoire pour accéder aux caractéristiques viscoélastiques (mesure des modules élastiques et de perte) dans des conditions non-perturbatives (appelé régime linéaire, généralement obtenu en appliquant une oscillation de très faible amplitude). Selon un autre mode de réalisation le mouvement est de type continu pour accéder aux propriétés d'écoulement du matériau (viscosité, contrainte seuil). De manière avantageuse, le dispositif comporte au moins un capteur 44 pour mesurer au moins une grandeur physique, en particulier dynamique ou cinématique, d'un échantillon 42 et/ou d'une surface d'interaction 41a et 41b. De préférence le dispositif comporte au moins un moyen pour appliquer un déplacement à au moins une surface d'interaction ou à l'échantillon, avantageusement ce moyen 43 peut être une masse soumise à la gravité (figure 4d) ou un moteur. Il est particulièrement avantageux que lesdits au moins un moteur et au moins un capteur soient axialement mécaniquement indépendants tout en pouvant être coaxiaux (figure 4f). Le capteur de force 44 et le moteur 43 sont de préférence placés sur un même axe (figure 4e, 4f et 4g), le capteur mesure alors la résistance mécanique, par une mesure directe de grandeurs physiques comme la vitesse et l'accélération, induite par l'échantillon lors de la transmission de la déformation ou la contrainte (force) appliquée par le moteur. De manière avantageuse, comme dans le cas des dispositifs de la figure 4e, le capteur de force 44 et le moteur 43 peuvent être découplés, ainsi le moteur qui entraîne la déformation de l'échantillon peut être relié à une surface d'interaction indépendante et le capteur de force relié à une autre surface d'interaction ; dans ce cas de figure, le capteur mesure directement la force transmise par l'échantillon sollicité sous déformation car la mesure et la déformation sont découplées. Au contraire, dans les dispositifs des figures 4f et 4g le capteur de force 44 et le moteur 43 sont coaxiaux mais ne sont pas indépendants. Les modes de réalisation 4a à 4c et 4e à 4f, comportant un moteur pour appliquer un mouvement ou une force, telle qu'une déformation ou une contrainte, à l'échantillon ainsi qu'un capteur de force pour effectuer les mesures dynamiques, et dans lesquels la surface d'interaction est composée de deux parties indépendantes, plateaux (de type plan-plan ou cône-plan) ou cylindres (géométrie Couette), au contact desquelles l'échantillon est sollicité correspondent à des rhéomètres. Le mode de réalisation de la figure 4d, dans lequel la surface d'interaction se présente sous la forme d'une sonde (poids, bille) ou d'une micro-sonde (dans le cas de la micro-rhéologie) correspond à un viscosimètre. Le viscosimètre de la figure 4d est dépourvu d'un moteur et met simplement à profit la gravité pour réaliser le déplacement. L'exemple ci-après rend compte de l'amélioration de la réponse rhéologique obtenue grâce à l'invention dans le cadre de l'utilisation d'un rhéomètre standard à supports coaxiaux (plan-plan, cone-plan, Couette). En plus des supports standard (aluminium et acier inoxydable), différentes pièces en céramique AI203 sont réalisées (plans et cônes) pour comparer les mesures viscoélastiques. L'échantillon étudié est exempt de bulles, de microbulles ou de cavités (vérifié par observation microscopique). L'échantillon est ensuite déposé sur les supports et laissé au repos pendant plusieurs heures. Pour des supports de type plan-plan, l'épaisseur typiquement sollicitée est de l'ordre de 0,5mm. Les mesures ont pour but de caractériser les propriétés dynamiques d'un système à l'équilibre, c'est à dire dans son état non- perturbatif. La réponse du matériau soumis à une déformation de faible amplitude, c'est à dire dans un régime pour lequel la réponse est indépendante de l'amplitude de déformation (régime linéaire), est examinée. Pratiquement, le rhéomètre impose une déformation sinusoïdale y(w), d'amplitude yo, en faisant varier la fréquence w (y = yo.sinwt). Il est donc primordial de s'assurer que la déformation soit correctement transmise à l'échantillon, c'est à dire que les interactions entre l'échantillon et le support correspondent à des conditions de non glissement. Le capteur mesure la réponse du matériau qui se traduit par une mesure de contrainte contenant deux composantes, celle en phase avec la déformation (module élastique noté G') et celle en déphasage (module visqueux noté G"). Il est donc également primordial que l'échantillon transmette sans glissement la contrainte de déformation au capteur. Les résultats obtenus avec une surface standard, connue de l'art antérieur et une surface à haut pouvoir de mouillabilité selon l'invention (l'épaisseur de cisaillement choisie est de 0,1 mm) sont les suivants: Pour les supports métalliques standards, la courbe viscoélastique classique d'un polymère telle qu'elle est décrite dans la littérature est obtenue. Cette courbe a un comportement terminal (c'est à dire à basse fréquence) de type écoulement, voir la figure 6a ; le module visqueux G" (symboles O), décroissant comme la fréquence, et le module élastique G' (symboles O), décroissant plus rapidement avec la fréquence (approchant une décroissance suivant le carré de la fréquence), et de valeur négligeable par rapport au module visqueux. Cette description est en parfaite adéquation avec la littérature [J.D. Ferry, "Viscoelastic Properties of Polymers", Wiley ED. NY (1980)], elle est supposée représenter le comportement général de tout polymère (non-réticulé) à l'état fondu. La réponse rhéologique du même polymère (polybutylacrylate) déposé sur un support céramique Al2O3 est illustrée par les symboles 0 (pour G') et • (pour G") sur la figure 6b. Sur la même figure, le symbole A représente la limite inférieure de détection du rhéomètre ou mesure à vide, tandis que O et représentent les valeurs de G' et G" mesurées à l'aide de supports standards (il s'agit des mêmes données représentées sur la figure 6a). La comparaison des deux réponses indique une augmentation significative du module élastique (G') lorsque le polymère est déposé sur le support céramique. Cette augmentation du module est due à une meilleure interaction du polymère avec son substrat. Au lieu d'un comportement typique d'écoulement, correspondant à une décroissance avec la fréquence de G' - 0)2 comme illustré par le symbole o en figure 6a, la courbe correspondant à l'évolution du module élastique en fonction de la fréquence montre un comportement indépendant de la fréquence (plateau élastique) dont l'élasticité se mesure à un module de -100 Pa. Il y a plus de 2 décades de différence entre la limite inférieure de mesure du rhéomètre et le signal. Ce plateau élastique montre que la réponse du polymère est indépendante de la fréquence, en d'autres termes que c'est une réponse de type solide ou gel. Autrement dit, le polymère n'est pas un fluide car il ne s'écoule pas contrairement à ce qui est enseigné, c'est un gel à des échelles macroscopiques (testées jusqu'à des épaisseurs de environ 0,5 mm) et cette caractéristique fondamentale ne peut être révélée qu'en optimisant les conditions d'interaction entre le polymère et le support d'échantillon comme cela est présenté ici. D'autres polymères, comme le polybutadiène, le polystyrène, ou différents polymères cristaux liquides chimiquement différents du polybutylacrylate, et de masses moléculaires différentes, attestent d'une réponse rhéologique qui confirme l'identification du caractère élastique des fondus de polymère [H. Mendil, P. Baroni, L. Noirez, à paraître dans Europhys. Lett., ibid.à paraître dans Europhys. Phys. J. E]. Enfin, ces résultats pour surprenants qu'ils soient, car ils ne sont pas compatibles avec les modèles établis (dynamique de "Rouse" ou de reptation (de Gennes) [ Scaling concepts in Polymer Physics , Cornell University Press (1979)]), confirment et étendent les premiers résultats obtenus en utilisant de manière non-standard un piézorhéomètre [D. Collin & P. Martinoty, Physica A 320 (2003) 235]. En effet, un rhéomètre de type conventionnel équipé de supports selon l'invention est capable d'identifier le comportement élastique rapporté en [D. Collin & P. Martinoty, Physica A 320 (2002) 235] non seulement aux échelles étudiées par piézorhéométrie (limitées à REVENDICATIONS 1 Procédé de détermination d'au moins une caractéristique dynamique d'un échantillon d'un matériau fluide ou solide déformable, comportant : - la mise en contact dudit échantillon (24, 42) avec au moins une surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b); - la mise en oeuvre d'un mouvement relatif entre ledit échantillon (24, 42) et ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) ; - la mesure (26) d'au moins une grandeur dynamique ou cinématique pour l'échantillon (24, 42) et/ou ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) et la détermination, à partir de ladite mesure, d'au moins une caractéristique dynamique dudit échantillon, caractérisé en ce que ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) présente une mouillabilité intrinsèque vis à vis du matériau supérieure à 15 celle des métaux. 2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) présente un paramètre de rugosité arithmétique inférieur à 12,5 pm. 3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel ladite 20 surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) présente un paramètre de rugosité arithmétique compris entre 0,1 et 3,2 pm et de préférence compris entre 0,4 et 1,6 pm. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) présente une porosité 25 ouverte nulle. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite surface d'interaction présente une énergie de surface à température ambiante supérieure à 1,2 J/m2. 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans 30 lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) est constituée d'une céramique frittée haute densité. 7. Procédé selon la revendication 6 dans lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) est constituée d'une céramique frittée haute densité composée essentiellement d'oxydes, nitrures et/ou carbures et présentant une densité supérieure à 2,7. 8. Procédé selon l'une des revendications 6 ou 7 dans lequel ladite céramique est constituée ou préparée à partir de AI2O3, MgO, SiO2, SiC, ZrO2 ou un mélange de ces derniers. 9. Procédé selon l'une des revendications 6 à 8 dans lequel ladite céramique est obtenue par frittage à une pression supérieure ou égale 10 à 1 MPa et à une température supérieure ou égale à 1500 C. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5 dans lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) est constituée d'un monocristal. 11. Procédé selon la revendication 10 dans lequel ledit monocristal est un monocristal à base de silicium, de germanium, d'oxydes ou 15 de carbures. 12. Procédé selon l'une des revendications précédentes comportant la mise en contact dudit échantillon (24, 42) avec au moins deux surfaces d'interaction (23, 25, 41a, 41b) et la mise en oeuvre d'un mouvement relatif entre lesdites deux surfaces d'interaction. 20 13. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite grandeur dynamique ou cinématique est une grandeur relative de l'échantillon (24, 42) par rapport à la surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b). 14. Procédé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite grandeur dynamique ou cinématique est choisie parmi une 25 fréquence, une contrainte, une amplitude, une déformation, une vitesse, une accélération et une force. 15. Dispositif pour la détermination d'au moins une caractéristique dynamique d'un échantillon d'un matériau fluide ou solide déformable, comportant : 30 - au moins une surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) destinée à être mise en contact avec ledit échantillon (24, 42) ; et - un moyen (21, 43) pour imposer un mouvement relatif entre ledit échantillon (24, 42) et ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) ; et 41a, caractérisé en ce que ladite surface d'interaction (23, 25, 41b) présente une mouillabilité intrinsèque vis à vis du matériau supérieure à celle des métaux. 16. Dispositif selon la revendication 15 dans lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) présente un paramètre de rugosité arithmétique inférieur à 12,5 pm. 17. Dispositif selon la revendication 16 dans lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) présente un paramètre de rugosité arithmétique compris entre 0,1 et 3,2 pm et de préférence compris entre 0,4 et 1,6 pm. 18. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 17 dans 15 lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) présente une porosité ouverte nulle. 19. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 18 comportant au moins un capteur (26, 44) pour mesurer au moins une grandeur dynamique ou cinématique pour l'échantillon et/ou ladite surface 20 d'interaction. 20. Dispositif selon la revendication 19 dans lequel ledit capteur (26, 43) et ledit moyen (21, 43) pour imposer un mouvement relatif entre ledit échantillon (24, 42) et ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) sont placés sur un même axe. 25 21. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 20 dans lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) présente une énergie de surface à température ambiante supérieure à 1,2 J/m2. 22. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 21 dans lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) est constituée d'une 30 céramique frittée haute densité. 23. Dispositif selon la revendication 22 dans lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) est constituée d'une céramique frittéehaute densité composée essentiellement d'oxydes, nitrures et/ou carbures et présentant une densité supérieure à 2,7. 24. Dispositif selon l'une des revendications 22 ou 23 dans lequel ladite céramique est constituée de AI2O3, MgO, SiO2, SiC, ZrO2 ou un 5 mélange de ces derniers. 25. Dispositif selon l'une des revendications 22 à 24 dans lequel ladite céramique est obtenue par frittage à une pression supérieure ou égale à 1 MPa et à une température supérieure ou égale à 1500 C. 26. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 21 dans 10 lequel ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) est constituée d'un monocristal. 27. Dispositif selon la revendication 26 dans lequel ledit monocristal est un monocristal à base de silicium, de germanium, d'oxydes ou de carbures. 28. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 27 dans lequel ledit moyen (21, 43) pour imposer un mouvement relatif entre ledit échantillon (24, 42) et ladite surface d'interaction (23, 25, 41a, 41b) comporte une deuxième surface d'interaction et un moyen pour imposer un mouvement relatif entre lesdites deux surfaces d'interaction. 29. Dispositif selon l'une des revendications 15 à 28 dans lequel ledit capteur (26, 44) est choisi parmi un capteur de force, un capteur de couple et un capteur de déplacement. 15 20