Flambage capillaire : une tige élastique défléchie par la tension de surface

Abstract

Les forces capillaires exercées sur une structure élastique élancée peuvent être suffisantes pour déformer cette structure. Ces effets capillaires deviennent prépondérants à petite échelle, par exemple dans les systèmes micro- fluidiques ou les micro-systèmes mécaniques (MEMs). Nous étudions expérimentalement un système modèle macroscopique où vont interagir élasticité et capillarité : une tige immergée est amenée au contact d une surface liquide. Nous étudions aussi ce système modèle macroscopique de manière théorique et malgré son apparente simplicité il se révèle avoir un comportement riche avec notamment des effets d hystérèses. Les équations de Kirchhoff pour les tiges et des méthodes de cheminement numérique nous fournissent une ménagerie d états d équilibre - et leur transitions associées - que nous comparons avec les relevés expérimentaux, trouvant un bon accord quantitatif entre les deux approches.