Abstract FR:

Ce travail s'inscrit dans le cadre de l'étude des phènomènes physico-chimiques susceptibles d'influencer les propriétés tribologiques des composites carbone-carbone. La nature du matériau carboné et la nature des poluants atmosphériques sont les principaux paramètres physico-chimiques à prendre en compte. Notre but est de donner une échelle de stabilité des complexes de surfaces formés suite à l'absorption des polluants et d'étudier l'influence de la physico-chimie sur les propriétés micromécaniques. Nous nous sommes plus particulièrement intéressés à l'interaction oxygène-graphite. Cette étude a été réalisée avec un outil théorique : les calculs ab initio, basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité dans une approche de pseudopotentiels et d'ondes planes, telle qu'elle est implémentée dans le code VASP. Dans un premier temps nous validons notre approche ab initio sur l'étude des propriétés de volume et de surface de graphite. Une fois notre protocole numérique établi, nous étudions les mécanismes d'interaction entre l'oxygène atomique et moléculaire et les surfaces de graphite : basale et prismatiques. Après avoir traité l'absorption d'oxygènes, nous évaluons les énergies impliquées dans la désorption de molécules de monoxyde de carbone et dioxyde de carbone. En couplant la théorie de l'élasticité des milieux continus avec les calculs ab initio, nous montrons que dans le cas de l'interaction élastique entre deux défauts d'oxygène sur un graphène, la théorie de l'élasticité des milieux continus reste valide même à l'échelle nanométrique. Nous avons enfin étudié la résistance mécanique d'une interface formée entre deux surfaces fauteuil de graphite suite à la pollution par l'oxygène. Nos calculs montrent que l'oxygène affaiblit la résistance mécanique de l'interface.