L'équilibre dans les tremblements de terre et la formation des métaux
L'équilibre est généralement défini comme un état stable dans lequel une réaction chimique réversible produit des produits (C et D) au même rythme qu'elle produit des ‘réactifs’ (A et B) tels que les concentrations de tous les composants dans la solution restent constants. L'équilibre chimique s'applique de manière uniforme aux solides subissant des changements chimiques comme les rochés, les métaux des châssis de voitures et les microplaquettes semi-conductrices. En outre, dans tous ces exemples, le solide est simultanément soumis à des contraintes mécaniques. Même si les principes fondamentaux de l'équilibre ont été décrits il y a 150 ans, le cas particulier de l'équilibre chimique des solides sous contraintes mécaniques était problématique à l'époque et reste aujourd'hui une zone ouverte à la recherche. Les chercheurs européens ont lancé le projet PRESS («Precipitate elastic stress states») pour étudier le cas spécial des réactions chimiques dans lesquelles une précipitation (un composé solide produit à partir d'un liquide) est formée sur un cristal sans contrainte hydrostatique en solution. Dans ces conditions, les contraintes non-hydrostatiques ont tendance à déformer un matériau et a potentiellement modifier ses propriétés sans modifier son volume (un changement élastique). Les scientifiques voulaient étudier si l'état de contrainte des précipitations et les craquelures induites pouvaient être utilisés explicitement dans la modélisation de cristaux sans contraintes hydrostatiques en contact avec la solution. L'équipe PRESS a confirmé que l'état de contrainte des précipitations pouvait être décrit comme un paramètre unique (dc) représentant l'épaisseur critique et qu'un cristal sans contrainte hydrostatique, s'il était suffisamment grand, pouvait toujours donner une interface sans contrainte avec la solution (un film). Un nouveau modèle d'interface diffuse intégrant un équilibre chimique et mécanique et leur couplage a été développé pour étudier les formations de craquelures sur les échelles de longueur plus grande que dc durant la propagation de l'interface irréversible, couplée mécanique et chimique dans les liquides et les solides. Les résultats du projet PRESS sont importants pour un large éventail de champs dont la physique, les géosciences et la science des matériaux et pourraient améliorer la compréhension du comportement des matériaux dans divers systèmes, de ceux générant des événements sismiques aux appareils électroniques.
