Les verres et la transition vitreuse

Glassy state and Glass transition

Laboratoire Charles Coulomb (L2C), UMR 5221 CNRS-Université de Montpellier, Université de Montpellier, Place Eugène Bataillon, 34095 Montpellier Cedex, France
annelise.faivre@univ-montp2.fr

Reçu : 29 Avril 2015
Accepté : 10 Juillet 2015

Résumé

L’état vitreux est un état de la matière que l’on rencontre couramment dans le domaine des matériaux mais aussi dans le domaine de la géologie, du vivant, de la pharmacopée ou encore des procédés alimentaires... La zone de température où un système passe de l’état liquide, pour lequel la mobilité des entités structurales est élevée, à l’état vitreux, pour lequel la structure peut être considérée comme figée sur le temps de l’expérience et la cristallisation empêchée, est qualifié de domaine de transition vitreuse. Ce phénomène est étudié depuis de nombreuses années en sciences de la matière condensée et pourtant il n’existe pas actuellement de consensus quant à sa description théorique. En dehors des aspects thermodynamiques qui accompagnent cette transition, qui n’est pas une transition de phase classique, ce phénomène présente un caractère cinétique marqué. Il est aussi associé à des processus relaxationnels complexes qui s’étendent sur une large gamme de temps. Cet article traite de ces caractéristiques typiques de la transition vitreuse et des matériaux vitrifiables.

Abstract

Glassy state is often observed in materials science, but is also crucial in geology, biology, pharmacopoeia, or foods processing...The glassy state is usually obtained by cooling a system from the liquid state, for which the molecular mobility is important, to low temperature, at which the system can be considered as a solid obtained by avoiding the crystallization process. The glass transition corresponds to the temperature at which the system can be considered as frozen on the time scale of the experiment. Although this phenomenon is ubiquitious in nature and known for a long time, the molecular process by which liquids acquire rigidity upon cooling remain an open question in condensed matter science. This glass transition phenomenon, which is not a classical phase transition, is associated with both thermodynamics and kinetics processes, which are described in this paper.