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Vous êtes ici : Accueil > La technique > Consommables et papier > La secrète harmonie du désordre aléatoire dévoilée dans la feuille de papier > Validation et applications du concept de pore équivalent > Caractérisation des irrégularités de la surface des matériaux   Révision : 23 novembre 2015
 
  La secrète harmonie du désordre aléatoire
dévoilée dans la feuille de papier
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Essai sur une forme d'espace moteur en milieu stochastique    
Jacques Silvy, Professeur Honoraire des Universités
(Novembre 2015)

III - Validation et applications du concept de pore équivalent

III-5 - Caractérisation des irrégularités de la surface des matériaux

Pour certains matériaux, on cherche à caractériser la topographie de leur surface, un paramètre généralement dénommé rugosité. Cette propriété est importante pour l’enduction des papiers, la pénétration des encres dans les supports au cours de leur impression, la lubrification et l’écoulement en parois des fluides, la glisse des matériaux sur un élément fixe par exemple la neige dans le cas des skis, la friction au contact du toucher de la peau, l’adhésion sur différents types de supports, les propriétés optiques de brillant, de lustre et de rétro-diffusion de la lumière par les surfaces.

La rugosité peut se caractériser à partir de relevés topographiques effectués par des moyens mécaniques tactiles ou optiques sans contact. Ces relevés profilométriques correspondent à des coupes planes transversales du volume constitué par les creux et les bosses distribués à la surface, le plus souvent de manière aléatoire. L’analyse de ce volume par la stéréologie, interprétée suivant le concept du pore équivalent, permet de caractériser la rugosité. La surface conforme équivalente qui est la terminologie utilisée en ce cas permet de quantifier de manière globale l’espace qui réalise la transition entre le milieu extérieur et le matériau.

Des éléments caractéristiques de cette interface sont : la porosité, la surface spécifique, la taille et la forme moyenne des creux et des bosses, la distribution des pentes des perturbations géométriques, l’anisotropie de la répartition en orientation des micro-interfaces. Ces paramètres conditionnent le degré de lissé et le lustre de la surface de la feuille de papier après son calandrage, l’adhésion des films de polymères, l’état de surface des pièces métalliques en vue de leur assemblage, la friction et la lubrification à la surface des matériaux, le degré de brillant des revêtements ou leur matité par exemple pour l’aspect des carrosseries des véhicules et la rugosité des tôles métalliques après leur sablage ou leur grenaillage.

La réflexion d’un rayonnement électromagnétique sur un ensemble d’éléments qui présente des irrégularités de sa surface peut être modélisée en étudiant la réflexion d’un faisceau de rayonnement incident sur une surface gauche et lisse dont la courbure modélise la distribution de la densité de probabilité en orientation des micro-facettes des éléments à la surface de l’ensemble. Un ellipsoïde convient théoriquement pour cette modélisation et permet de quantifier les irrégularités de la surface en fonction des mesures de réflexion du rayonnement. Des observations effectuées par voie aérienne de la surface de la canopée d’espaces forestiers ont été interprétées en fonction de modèles ellipsoïdaux permettant de différencier les espèces végétales.

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