jeanflop/post-ocr-correction huggingface dataset:
sont propres; 3° modification des conditions de genèse et de croissance des composants microstructuraux, à chaque phase de transition entre les étapes de la séquence microstructurale spécifique. Si ce schéma est exact, on doit évidemment s'attendre à ce que les phases organiques impliquées soient nettement différentes selon les caractéristiques des matériaux dont elles contrôlent l'organisation. MATÉRIEL ET MÉTHODE. — 1° Principe de la recherche. — Ce travail consistait initialement à étudier les caractéristiques des phases organiques solubles extraites de types microstructuraux répandus chez les Mollusques. Il est rapidement apparu qu'à un choix fondé sur l'habituelle caractérisation morphologique des unités microstructurales,
un choix fondé sur l'habituelle caractérisation morphologique des unités microstructurales, il convenait de substituer une analyse basée sur le développement de la cristallinité de ces matériaux squelettiques. La notion d'unité de polarisation s'avère en effet très adaptée à l'analyse entreprise, puisqu'elle indique le degré de cohérence cristallographique établi entre les unités minérales élémentaires résultant du processus fondamental de biominéralisation. Lorsque ces unités élémentaires ont leurs directions cristallographiques coordonnées, elles fournissent alors des unités microstructurales à comportement optique monocristallin, de taille plus ou moins développée (ex. : Pinna). Lorsqu'au contraire elles sont mises en place sans coordination, les unités microstructurales éventuelles
sont mises en place sans coordination, les unités microstructurales éventuelles (ou l'ensemble de la couche sécrétée, si aucune différenciation ne s'y produit) apparaissent alors optiquement neutres. C'est l'origine des nombreux types que les classifications microstructurales considèrent comme « homogènes ». La présence d'unités de polarisation plus ou moins développées peut donc constituer un critère aisément accessible, dont la corrélation avec les caractéristiques de la composante organique intrasquelettique peut être recherchée. 2° Modalités opératoires. — Après isolement des assises squelettiques qui ont auparavant fait l'objet des observations microstructurales nécessaires, la décalcification est effectuée au titrimètre automatique à pH 4 (agent décalcifiant
est effectuée au titrimètre automatique à pH 4 (agent décalcifiant : acide acétique). Après filtration (sur Millipore 0,3 um), la solution est dessalée sur Sephadex G 50 (éluent NaCl 0,1 M), puis concentrée par évaporation sous vide (température 35°C). Après changement d'éluent sur Sephadex G 25 (PD 10), deux chromatographies en gel filtration sont effectuées : Sephacryl S 200 (éluent NaCl 0,1 M, colonne de 1,6 cm de diamètre et 65 cm de long, débit 0,13 ml/min) ou Superose 12 (éluent TRIS HCl pH 8; 0,25 ml/min). Dans les deux cas, la détection de la composante protéique est effectuée par
cas, la détection de la composante protéique est effectuée par absorption ultraviolette à 280 nm. RÉSULTATS. — L'hypothèse présentée résulte de deux types d'observations. — l'examen d'une série de types microstructuraux pris dans trois classes de Mollusques : Lamellibranches, Gastéropodes, Céphalopodes; — l'étude du changement intervenant, dans un même individu, lorsqu'à la sécrétion de grandes unités cristallines succède un tissu dont les cycles de minéralisation successifs ne sont pas coordonnés. Deux graphes permettent d'en figurer les résultats. La figure 1 résume la comparaison effectuée entre les types microstructuraux les plus classiques et des matériaux dont l'étude est plus rarement entreprise,
classiques et des matériaux dont l'étude est plus rarement entreprise, comme le pilier de la cloison de Sepia, dont l'homologie avec les structures prismatiques a été démontrée et dont la caractéristique cristallographique en diffraction X a également été établie. Aux genres Pinna et Pinctada qui fournissent depuis très longtemps les structures prismatiques de référence, correspondent les masses moléculaires les plus élevées. Notons d'ailleurs que ces prismes présentent aussi une phase organique à masse moléculaire plus faible; celle des Pinna a déjà fait l'objet d'observations visant à déterminer sa composition en acides aminés. Les prismes provenant de Sepia possèdent également une
acides aminés. Les prismes provenant de Sepia possèdent également une phase de masse très élevée. Fig. 1 Fig. 2 Fig. 1. — Comparaison des courbes d'élution de la phase organique soluble provenant des tests de divers Mollusques : 1, Prismes de la couche externe de Pinna nobilis; 2, Prismes de la couche externe de Pinctada margaritifera. 3, Prismes de Sepia sp 4, Turbo sp. coquille totale (incluant la nacre). 5, Couche externe de Cardium glaucum. 6, Couche externe de Dosinia ponderosa. Fig. 1. — Comparison of soluble matrix curves from various molluscan skeletal materials: 1, Prisms from the external layer
various molluscan skeletal materials: 1, Prisms from the external layer of Pinna nobilis. 2, Prisms from the external layer of Pinctada margaritifera. 3, Prisms of Sepia sp. 4, Turbo sp; whole shell including nacreous layer. 5, External layer of Cardium glaucum. 6, External layer of Dosinia ponderosa. Fig. 2. — Courbes d'élution de la phase soluble des prismes et de la nacre dans trois espèces à séquence microstructurale analogue : grands cristaux prismatiques dans la couche externe, structure nacrée typique dans la couche interne : 1; Haliotis rufescens (a, prismes; b, nacre). 2; Pinna nobilis (a, prismes; b, nacre). 3;
b, nacre). 2; Pinna nobilis (a, prismes; b, nacre). 3; Pinctada margaritifera (a, prismes; b, nacre). Fig. 2. — Elution curves of soluble matrix in prismatic and nacreous layers of three species: 1; Haliotis rufescens (a, prisms; b, nacreous layer). 2; Pinna nobilis (a, prisms; b, nacreous layer). 3; Pinctada margaritifera (a, prisms; b, nacreous layer). C.R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1943-1948, 1988 1947 Une phase organique soluble à masse élevée existe aussi chez les types microstructuraux dans lesquels la coordination des cycles de minéralisation successifs s'effectue dans le sens de croissance longitudinal du test (et
s'effectue dans le sens de croissance longitudinal du test (et non perpendiculairement à sa surface comme dans les prismes simples). C'est le cas des cristaux lamellaires des Pecten. La diversité des structures dites « lamellaires croisées », dont l'analyse microstructurale a déjà démontré l'hétérogénéité, transparaît également à l'observation de la composante organique qu'elles contiennent. Dans certains cas, l'existence d'unités cristallographiques, discernables par l'homogénéité de leur comportement optique est encore bien observable, bien qu'elles ne présentent plus la simplicité morphologique qui caractérisait les « prismes simples ». C'est le cas des Patelles, chez lesquelles une composante organique à masse élevée peut
Patelles, chez lesquelles une composante organique à masse élevée peut encore être décelée. Par contre, celle-ci devient beaucoup plus faible dans la couche externe de Cardium glaucum, ou quasi inobservable comme dans celle de Dosinia ponderosa, assises dans lesquelles les lames ultra-minces ne mettent en évidence aucune unité cristallographique de taille significative. La courbe 4 (Turbo sp.) correspondant essentiellement à la nacre très développée dans ce groupe, illustre un type microstructural dont les unités sont individuellement bien cristallisées. Leur coordination cristallographique a déjà été signalée [7] mais on observe que ne se forment jamais d'unités cristallographiques développées sur plusieurs cycles
ne se forment jamais d'unités cristallographiques développées sur plusieurs cycles de minéralisation successifs : la masse moléculaire moyenne de la phase soluble se situe globalement du côté des poids faibles. La réunion des diverses courbes obtenues par élution de la phase soluble de ces unités microstructurales forme une figure suggérant que cette relation entre cristallinité et phase organique à masse élevée pourrait avoir une valeur assez générale, au moins chez les formes à biominéralisation de type extra-épithélial. Transition prismes/nacre, observée chez Pinctada, Pinna et Haliotis (fig. 2). La valeur de cette relation entre caractéristique cristallographique et masse moléculaire moyenne de
cette relation entre caractéristique cristallographique et masse moléculaire moyenne de la composante organique se trouve confirmée par la comparaison du changement intervenant au cours de la mise en place des couches successives formant le test d'un même individu. La figure 2 montre très nettement l'opposition que présentent les masses moléculaires des composés organiques solubles provenant des deux catégories de types microstructuraux. Avec une parfaite concordance, aussi bien chez les deux Laminibranches que chez le Gastéropode, lorsque la sécrétion prismatique est remplacée par la sécrétion nacrée, la phase organique de très haute masse moléculaire disparaît, pour être remplacée par un matériel
haute masse moléculaire disparaît, pour être remplacée par un matériel de masse encore relativement élevée (25 à 30 kD), mais très nettement inférieure à celle qui caractérisait les matériaux de la couche externe. CONCLUSION. — Bien qu'elles soient relativement rares, les données concernant les phases organiques utilisées par les Mollusques pour édifier leurs structures minéralisées ont établi l'étroite liaison existant entre composition biochimique et position taxonomique. Les biocristaux aragonitiques d'un Céphalopode, comportant une phase organique où prédominent les glucides [8], se distinguent nettement de ce fait des aragonites de Laminibranche où la composante protéique semble majoritaire. Les observations présentées ici
où la composante protéique semble majoritaire. Les observations présentées ici suggèrent qu'en-dehors d'une diversité des processus de biominéralisation caractéristiques pour chaque groupe, il existe un principe commun régissant la formation de ces matériaux carbonates. Leur organisation en unités à comportement optiquement cohérent serait liée à la présence de composés organiques de très haute masse dont l'organisation (probablement polymérique) assurerait la coordination des orientations cristallographiques des unités minérales élémentaires. Note reçue le 26 septembre 1988, acceptée le 20 octobre 1988. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] S. WEINER et W. TRAUB, Phil. Trans. Royal Soc. London, série B, 304, n° 1121, 1984, p. 409-588.
Soc. London, série B, 304, n° 1121, 1984, p. 409-588. [2] J. P. CUIF et A. RAGUIDEAU, C. R. Acad. Sci. Paris, 295, série II, 1982, p. 415-418. [3] Y. DAUPHIN, Palaeontographica, A, 176, 1981, p. 35-51. [4] UOZUMI et S. SUZUKI, in Study of molluscan paleobiology, Prof. M. Omori, men. vol., p. 63-77. [5] J. P. CUIF, Y. DAUPHIN, A. DENIS, D. GASPARD et J. P. KELLER, Bull. Mus. natn. Hist. nat. Paris, 4e série, 5, sect. A, 3, 1983, p. 679-717. [6] J. P. CUIF, D. FLAMAND, B. FRÉROTTE, A. CHABIN et A. RAGUIDEAU, C.R. Acad. Sci. Paris,
FRÉROTTE, A. CHABIN et A. RAGUIDEAU, C.R. Acad. Sci. Paris, 304, série II, 1987, p. 475-478. [7] S. W. WISE Jr, Eclogae geol. Helv., 63, n° 3, 1970, p. 775-797. [8] K. OKUTANI et N. MORIKAWA, Bull. Jap. Soc. Se. Fish., 44, n° 7, 1978, p. 749-753. J.-P. C et P. G. : Laboratoire de Pétrologie Sédimentaire et Paléontologie, U.R.A. n° 690 du C.N.R.S., Bât. n° 504, Université Paris-XI, 91405 Orsay Cedex; Y. D. : Laboratoire de Paléontologie des Vertébrés, U.R.A. n° 690 du C.N.R.S., Tour n° 25, 3e étage, Université Paris-VI, 4, place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05. C.
Université Paris-VI, 4, place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05. C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1949-1953, 1988 1949 Mécanique des solides/Mechanics of Solids Fracture d'un adhésif faiblement réticulé Pierre-Gilles de GENNES Résumé — On analyse la répartition spatiale de la dissipation dans la fracture d'un polymère viscoélastique de temps de relaxation T. Dans une large gamme de vitesses V, on doit distinguer quatre régions : (a) une zone de fissure, dans laquelle les chaînes sont fortement étirées; (b) une zone « dure » où le polymère se comporte comme un milieu rigide; (c) une zone fluide,
se comporte comme un milieu rigide; (c) une zone fluide, où se produit la dissipation dominante; (d) une zone statique. On parvient ainsi à des formules pour l'énergie de fracture G fonction de la vitesse V, qui montrent un maximum, où G est plus grand que la dissipation de fissure (G0); Gmax = G0ueo/n0> ou !••_ et Ho sont les modèles élastiques à haute et basse fréquence. Au-delà du maximum, G(V) retombe lorsque l'épaisseur de la région fluide devient comparable à celle du spécimen, et l'on retrouve finalement à G = G0. Un 2° processus, analogue, doit intervenir lors de
= G0. Un 2° processus, analogue, doit intervenir lors de la transition vitreuse, où le module élastique augmente encore. Toute notre analyse est qualitative, mais elle donne une image physique plausible pour les expériences de Gent et Petrich sur les élastomères butadiène-styrène. Fracture of a weakly crosslinked adhesive Abstract — We analyze the dissipative processes during fracture of a viscoelastic polymer with a relaxation time T. In a large interval of velocities V, we must distinguish four spatial regions: (a) the crazing zone, where chains are strongly extended; (b) a "hard" region, where the polymer behaves like a solid of
"hard" region, where the polymer behaves like a solid of high modulus u0e; (c) a liquid zone, where a large viscous dissipation occurs; (d) a static zone where the polymer behaves like a solid of modulus u_«u_. The fracture energy G(V) starts from a relatively low value G0 due to the irreversible crazing process, and rises up to a maximum Gmax~G0u_/u0. At higher velocities G(V) decreases as soon as the size of the liquid region becomes comparable to the thickness of the sample, and G ultimately falls back to G~G0. A second process, with similar laws, is expected to take
A second process, with similar laws, is expected to take place at velocities which correspond to the rubber-glass transition. The whole analysis is qualitative but it provides a plausible picture for the experiments on Gent and Petrich of butadiene styrene rubbers. I. INTRODUCTION. — L'énergie de fracture d'un polymère G est très supérieure à l'énergie interfaciale de séparation w, et dépend fortement de la vitesse de propagation ([1]-[3]). Elle comprend notamment un terme de frottement statique G0 associé à un étirement irréversible des chaînes. Nous avons suggéré jadis [4] une forme possible de G0 pour un polymère non réticulé, dans
forme possible de G0 pour un polymère non réticulé, dans le domaine où un mécanisme de succion des chaînes est dominant : d) G0 = crp5 où 5 est la longueur des chaînes étirées, et ap une contrainte seuil de déformation physique. Mais à vitesse finie, une contribution importante à G résulte des pertes viscoélastiques : Gent et Schultz [5] ont montré que, pour divers rubans viscoélastiques, cette contribution a la forme (2) G = w[1 + cp(aTV)] où ar est un facteur de Williams Landel Ferry qui permet de ramener sur une même courbe des points mesurés à des
ramener sur une même courbe des points mesurés à des températures différentes. Il y a certaine similarité entre cp(aTV) et la partie dissipative du module élastique u"(o>) (où co est une fréquence) [6]. Divers auteurs ont résolu des équations de mouvements viscoélastiques, soit sous une forme formelle [7], soit dans des versions simplifiées [8]. La référence [8], par exemple, suppose que la dissipation dominante se produit sur une petite longueur / (indépendante de V) et que la fréquence importante est donc oo'_=VZ_ 1. Dans le présent texte, nous suivrons principalement une analyse récente de Langer et Barber [9], mais en
une analyse récente de Langer et Barber [9], mais en la transposant au cas élastomère faiblement réticulé pour lesquels le module élastique statique u0 Note présentée par Pierre-Gilles de GENNES. 0249-6305/88/03071949 S 2.00 © Académie des Sciences C. R.. 1988. 21 Semestre (T. 3<)7| Série II 131 1950 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1949-1953, 1988 est très inférieur au module de haute fréquence u0 (3) [Nous poserons n=(lioo_"u0)T = u_,T = viscosité en régime fluide.] Notre analyse est qualitative, mais elle permet de dégager certains phénomènes importants : notamment le fait que, dans une gamme
phénomènes importants : notamment le fait que, dans une gamme importante de vitesses, la dissipation viscoélastique dominante n'a pas lieu près de la tête de fissure, mais dans une région plus externe. II. LE RÉGIME « TROMPETTE ». — Soit l0 la longueur de la région plastiquement déformée dans la limite V = 0. Elle est définie par l'égalité des tensions élastiques et plastiques à l'échelle l0 (4) H0S//0 = o> Ici, 2 5 désigne l'ouverture en fin de fissure, et n'est pas nécessairement lié à la longueur des chaînes. Aux vitesses V « l0/x, le comportement reste statique partout
Aux vitesses V « l0/x, le comportement reste statique partout et G est donné par l'équation (1). Aux vitesses intermédiaires V~/0/x, la dissipation monte rapidement, et, comme le montre Langer, la longueur / augmente (ce qui exclut une correspondance exacte entre V//0 et co). Dans tout ce qui suit, nous portons notre attention sur le régime V t » l qui correspond encore à des vitesses assez faibles (par exemple l0 = 1 um et t = 1 s) mais à une situation de G fort. Les différentes régions autour de la tête de fissure 0 sont représentées sur la
de la tête de fissure 0 sont représentées sur la figure 1 (chacune de ces régions correspond, en fait, à un anneau circulaire centré sur 0, mais Fig. 1. — La « trompette » : fracture dans le régime V>l1/t. Les deux régions dissipatives sont (a) et (c). Fig. I.— The "trumpet": fracture shape in the régime V>llji. Tliere are two regions of strong dissipation: (a) and (c). C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1949-1953, 1988 1951 nous représentons seulement l'intersection de ces anneaux avec le demi-plan de fracture) : (a) La fissure à déformation plastique
demi-plan de fracture) : (a) La fissure à déformation plastique a ici une longueur lx telle que uoe „//t = ap. Nous supposons VT>IV (b) Il y a au-delà une région « dure » (u = u00) dans laquelle la dissipation est faible, parce que les contraintes élastiques a varient trop vite (a>> 1/x). La limite de cette région correspond à une distance x1 = Vx. (c) Plus loin on trouve une région « fluide » qui, dans notre cas s'étend très au-delà de xv En effet, sur l'équation (3) on voit que u(oe) devient imaginaire dès que rox>u0/uco. Spatialement,
on voit que u(oe) devient imaginaire dès que rox>u0/uco. Spatialement, ceci correspond à une limite x2 = Vxuoe/|_0 » xv (d) Finalement, on rentre dans une région « statique » avec le module élastique u0 (faible), qui s'étend de x2 à W, où W est la largeur du spécimen. Dans les régions (b, c, d) il est naturel de postuler que les contraintes cr ont la même loi d'échelle a«x~1/ 2, car les équations du mouvement (avec effets inertiels négligés) ont toujours la même forme Vcr=0, les mêmes conditions de compatibilité sur les composantes cr;y (en régime visqueux), et la
compatibilité sur les composantes cr;y (en régime visqueux), et la même condition aux limites (cr„ = 0 sur la lèvre ouverte). Dans les régions (b) et (d), où le comportement est quasi statique, on a, en outre, \(u(x) = u(x) = Cste\), ce qui implique ici, \(u(x)\) mesure l'ouverture de la fracture (\(w(x) = \xi\), fixé). Par contre, dans la région (c), le produit \(u \cdot a\) n'est pas constant. La loi d'échelle qui relie \(u\) et \(a\) est : C. R., 1988, 1er Semestre, J. 3071 Série M 132 Fig. 2. — Énergie de fracture \(G\) en fonction de
Fig. 2. — Énergie de fracture \(G\) en fonction de la vitesse \(V\) (aspect qualitatif). La figure 1 correspond au cas où \(\xi < VT < Wu_0/u_0e\). La partie décroissante est instable. Fig. 2. — Fracture energy \(G\) versus velocity \(V\) (qualitative features). Figure 1 corresponds to the plateau regime \(\xi < VT < Wu_0/u_0e\). The decreasing portion is unstable. 1952 C. R. Acad. Sci. Paris, t. 307, Série II, p. 1949-1953, 1988 donc, \(u~x^{3/2}\) d'où la forme en « trompette » de la figure 1. Dans la région (c), \(ua~x\), donc, d'après (5) et (6) : La dissipation se
\(ua~x\), donc, d'après (5) et (6) : La dissipation se produit principalement dans la région (c) : On peut vérifier qu'il y a bien continuité de \(a\) aux frontières \(xx\) et \(x_2\) : III. RÉGIME DES FORTES VITESSES. — La figure 1 décrit la fracture dans le régime \(Vx > \xi\) mais elle suppose aussi une autre inégalité \(W > x_2\). Si l'on renverse cette inégalité (\(Vx > Wu_0/u_0e\)) la région statique disparaît de la zone active de la fracture, et est rejetée dans un domaine inactif où \(u(x) = Cte\). La dissipation viscoélastique est, au lieu de (9) ce
Cte\). La dissipation viscoélastique est, au lieu de (9) ce qui correspond à et \(G(V)\) décroît (ce qui correspond à un régime instable). Finalement, lorsque \(x_1\) devient comparable à \(W\), la zone fluide disparaît complètement, et l'on retourne à \(G = C_5\). L'ensemble de ces comportements est représenté qualitativement sur la figure 2. IV. DISCUSSION. — 1. Toute notre approche, basée uniquement sur des lois d'échelle, demanderait à être étayée par des calculs élastiques détaillés. Elle souffre, par ailleurs de simplifications extrêmes (\(E_0\) et \(E_2\) indépendants de \(V\), un seul temps \(x\), etc.). Mais l'équation (8) montre bien l'intérêt des
temps \(x\), etc.). Mais l'équation (8) montre bien l'intérêt des élastomères faiblement réticulés (\(u_0 << u_2\)) pour l'adhésion à \(V\) fini. 2. Pour une épaisseur de spécimen \(W\) très grande (fracture en volume), notre modèle prévoit un plateau, mais pas de maximum dans \(G(V)\) : il n'y a pas de ressemblance fondamentale entre \(G(V)\) et \(J"(w = V/l~l)\). 3. Par contre pour \(W\) faible, on attend un maximum \(G = G_0u_2/u_0\) suivi d'une chute de \(G(V)\) dès que \(V < W x / (u_0/u_0)\) (par exemple, avec \(W = 0,1\) mm, \(x=1\) s, \(u_0/u_0e = 0,1\), ceci correspond à un
mm, \(x=1\) s, \(u_0/u_0e = 0,1\), ceci correspond à un seuil de \(V = 10\) \(\mu\)m/s). La présence de ce maximum et l'instabilité intrinsèque de la branche \(G(V)\) décroissante, permettent de comprendre qualitativement le premier pic observé par Gent et Petrich [1] sur un élastomère butadiène-styrène. Ce pic disparaît dans un système fortement réticulé (\(u_02/u_0\)). D'une façon plus générale, l'activité de fortes largeurs \(W\) pour les adhésifs en régime de choc (\(V\) fini) est reconnue empiriquement depuis longtemps : elle s'explique bien par la figure 1. 4. À des vitesses plus élevées, un deuxième pic est observé dans \(G(V)\); il
plus élevées, un deuxième pic est observé dans \(G(V)\); il doit être dû à une deuxième anomalie viscoélastique, liée à la traversée de la transition vitreuse, comme il est suggéré dans la référence [1]. Le deuxième pic peut aussi être compris, à condition que le module élastique de la phase verre soit nettement plus élevé que le module de plateau du caoutchouc. Nous avons bénéficié de discussions précieuses avec J. Langer et D. Maugis. Note remise le 7 novembre 1988, acceptée le 8 novembre 1988. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES [1] A. N. GENT et R. P. PETRICH, Proc. Roy. Soc, A310, 1969,
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