Transitions between mesophases involving cubic phases in the surfactant-water systems. Epitaxial relations and their consequences in a geometrical framework

(Received 10 May 1991, accepted 3 July 1991)

Abstract
In order to approach the fascinating structure of the cubic mesophases, we study phase transitions involving them and another mesophases with simpler structures. In the first part, we give some results obtained in the /water binary system, that exhibits the most frequent case of bicontinuous cubic mesophase, with space group Ia3d, and two transitions toward the hexagonal and lamellar mesophases. X-ray scattering experiments and some optical observations in polarized light are presented for oriented single-domains of the mesophases. In the second part, we propose some topological arguments to explain the transformations involved at these two transitions and propose some possible fluctuations associated with them.

Résumé
les phases cubiques dans les systèmes eau/savon sont un exemple tout à fait remarquable d'organisation moléculaire entre liquides. Nous présentons ici une étude de transitions de phases entre elles et d'autres phases de structure beaucoup moins complexe, en montrant comment la structure cubique peut se déduire de celle des autres. Dans la première partie, nous présentons les résultats obtenus pour le système modèle /eau, qui offre le cas le plus fréquent de phase cubique bicontinue, de groupe d'espace Ia3d, ainsi que deux transitions vers les phases hexagonale et lamellaire. Des clichés de diffraction des rayons X aux petits angles ont été obtenus pour des échantillons orientés de ces phases, mettant en particulier en évidence les fluctuations des structures observées, par la présence de "diffusions diffuses" entre les réflexions de Bragg. Dans la seconde partie, nous exposons une analyse détaillée des changements de topologie intervenant lors de ces deux transitions, puis discutons des fluctuations pouvant leur être associées, à la lumière des observations précédentes.