Abstract FR:

Cette these est consacree a l'etude des suspensions colloidales concentrees de particules repulsives. Au-dela d'une concentration critique, ces suspensions presentent une phase pateuse : elles reagissent elastiquement sous une faible contrainte, alors qu'une contrainte plus grande que la contrainte-seuil les force a s'ecouler. Leurs comportements rheologiques non-lineaires et leur dynamique tres lente a recemment conduit a une analogie entre phases pateuses et vitreuses. Dans la partie theorique, nous presentons deux modeles inspires de modeles pour les phases vitreuses. Le premier, fonde sur une description tres simple a l'echelle microscopique, decrit une riche phenomenologie de comportements rheologiques caracteristiques des phases pateuses. La generalisation de ses resultats a conduit a l'elaboration d'un second modele, ou l'etat du systeme est determine a chaque instant par la donnee d'une seule variable scalaire. Les ingredients essentiels de celui-ci sont le vieillissement spontane et le rajeunissement induit par la mecanique. La simplicite de ce modele permet de suivre les reponses du systeme a des histoires rheologiques complexes, et rend compte des phenomenes de vieillissement. L'etude experimentale a ete effectuee sur deux systemes de particules de silice, stabilisees steriquement ou electrostatiquement. L'apparition du seuil de plasticite sous diverses perturbations mecaniques a ete etudiee. Le point central a consiste a caracteriser le vieillissement, par des experiences de rheologie et de diffusion multiple de la lumiere : la relaxation depend de l'age du systeme, de facon similaire a ce qui a ete observe dans divers systemes vitreux. Ces resultats montrent la richesse de l'analogie developpee entre systemes pateux et vitreux, qui offre un point de vue nouveau pour etudier les suspensions colloidales concentrees. La simplicite du modele permet son utilisation aisee comme guide pour des experiences futures.