Dislocations et propriétés physico-mécaniques de la glace Ih

Dislocations and physical mechanical properties of Ice Ih

Résumé

Ce travail constitue une synthèse sur le rôle que jouent les dislocations dans la physique de la glace.

Après l'étude de l'aspect géométrique des défauts linéaires dans la glace, les diverses techniques d'observation directe de ces défauts sont décrites.

L'effet des dislocations sur les propriétés de la glace est discuté, en particulier : les propriétés électriques, le comportement plastique, les propriétés inélastiques, la croissance cristalline. Diverses hypothèses théoriques permettant l'explication des résultats expérimentaux sont présentées. Par exemple, en développant l'idée suivant laquelle le mouvement des dislocations est conditionné par la réorientation des molécules d'eau, il a été possible d'établir un modèle exprimant la vitesse de déplacement des défauts linéaires en fonction de la contrainte, de la température, de l'énergie d'activation et de la teneur en impuretés.

Le large domaine des propriétés influencées par le comportement des dislocations dans la glace, explique l'importance que l'on doit accorder à ces défauts.

Abstract

A review is presented about the characteristics of dislocations in ice and about their influence on physical and mechanical properties.

After the presentation of the geometrical features of linear defects in ice, the different experimental methods of observation are described.

The effects of dislocations on physical properties such as: electrical properties, plastic behaviour, inelastic properties, crystal growth are discussed. Hence, several theoretical assumptions allowing the explanation of experimenta, results are reminded. For instance, the hypothesis about the movement of dislocations which would be possible only if the molecules in front of the linear defect are correctly rotated, has been quantitatively improved. Then a model can be obtained giving the velocity of dislocations as function of stress, temperature, activation energy and impurity content.

The large field of properties of ice concerned by the behaviour of dislocations can explains the importance given to such defects.