Effet Casimir dans les mélanges de polymères et gels interpénétrés

Abstract

Cette thèse est destinée à des études étendues de l’effet Casimir dans les mélanges binaires ou ternaires de polymères, confinés ou en présence de colloïdes immergés. Aussi, une attention particulière est portée sur l’effet Casimir dans les gels interpénétrés, formés de polymères de nature chimique différente, réticulés dans la région à une seule phase. Dans tous les cas de figures, la force de Casimir tire son origine des fortes fluctuations de la composition, proche du point critique. Pour achever le calcul de la force de Casimir, nous faisons usage de la théorie de Champ φ⁴, où le champ φ désigné la fluctuation locale de composition. Cette théorie de champ, combinée avec la méthode de cumulant, nous permet de déterminer la force induite, comme fonction de la distance entre les parois confinantes ou entre colloïdes immergés. Comme première extension, nous déterminons la force de Casimir entre colloïdes, immergés dans une solution ternaire de polymères. L’outil pour cela est le Groupe de Renormalisation appliqué à cette théorie de champ. Le résultat est que la présence du solvant induit un changement drastique du comportement de la force, en comparaison avec celle relative aux mélanges binaires de polymères. La seconde extension est une étude de l’effet Casimir, lorsqu’on est loin du point critique. La conclusion est que la température s’oppose à l’effet casimir. La troisième extension est concernée par une étude étendue de l’effet Casimir dans les gels interpénétrés. Dans ce cas, on doit s’attendre à un effet Casimir moins important, car les fluctuations critiques se trouvent réduites par la présence permanente des points de réticulation.