Thèse Physique du Peintre Lois d'Échelle et Réponse Mécanique des Pinceaux H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique
École doctorale : Physique en Ile de France
Laboratoire de recherche : Laboratoire de Physique des Solides
Direction de la thèse : Christophe POULARD ORCID 000000018250025X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-15T23:59:59

Les pinceaux commerciaux présentent des formes étonnamment universelles, en dépit de la diversité des usages (beaux-arts, maquillage, construction) et des matériaux de fibres (polymères, poils naturels ou mélanges). Des mesures récentes, réalisées sur plusieurs centaines de pinceaux, montrent que la longueur des fibres L et le diamètre de la férule D obéissent à des lois d'échelle de type LD^, avec des exposants dépendant principalement de la géométrie de l'extrémité (tip), et pas de l'usage ou du fabricant. De manière complémentaire, la réponse mécanique sous compression met en évidence une raideur effective quasi indépendante de la taille. Ces observations suggèrent une optimisation empirique des pinceaux au fil du temps, gouvernée par des contraintes mécaniques et géométriques simples, une invitation à une physique quantitative et surprenante d'un objet du quotidien !
Les objectifs principaux sont d'approfondir la caractérisation des lois d'échelle géométriques reliant longueur, diamètre et forme du tip pour différentes familles de pinceaux ; de quantifier le lien entre ces lois d'échelle et l'invariance (ou non) de la raideur effective, à l'aide de modèles de faisceaux de fibres (fibres indépendantes, interactions et contacts) ; d'analyser l'impact de ces propriétés sur les traces de peinture, en particulier la surface déposée en fonction de la compression ou de la force appliquée, ainsi que sur le contrôle du geste.

Les pinceaux commerciaux présentent des formes étonnamment universelles, en dépit de la diversité des usages (beaux-arts, maquillage, construction) et des matériaux de fibres (polymères, poils naturels ou mélanges). Des mesures récentes, réalisées sur plusieurs centaines de pinceaux, montrent que la longueur des fibres L et le diamètre de la férule D obéissent à des lois d'échelle de type LD^, avec des exposants dépendant principalement de la géométrie de l'extrémité (tip), et pas de l'usage ou du fabricant. De manière complémentaire, la réponse mécanique sous compression met en évidence une raideur effective quasi indépendante de la taille. Ces observations suggèrent une optimisation empirique des pinceaux au fil du temps, gouvernée par des contraintes mécaniques et géométriques simples, une invitation à une physique quantitative et surprenante d'un objet du quotidien !

Les objectifs principaux sont d'approfondir la caractérisation des lois d'échelle géométriques reliant longueur, diamètre et forme du tip pour différentes familles de pinceaux ; de quantifier le lien entre ces lois d'échelle et l'invariance (ou non) de la raideur effective, à l'aide de modèles de faisceaux de fibres (fibres indépendantes, interactions et contacts) ; d'analyser l'impact de ces propriétés sur les traces de peinture, en particulier la surface déposée en fonction de la compression ou de la force appliquée, ainsi que sur le contrôle du geste.