Des matériaux qui s’élargissent lorsqu’on les étire

 

L’expérience montre que plus on tire sur un élastique dans sa longueur, plus celui-ci s’amincit. Des chercheurs de l’Université d’Erlangen-Nuremberg (FAU – Bavière) conçoivent des matériaux ayant la propriété inverse : en effet, ceux-ci deviennent plus épais dans la direction perpendiculaire à la traction, et deviennent plus étroits dans le sens perpendiculaire à la compression. Ces matériaux, qualifiés d’auxétiques, peuvent absorber beaucoup d’énergie et être particulièrement résistants à la rupture. En pratique, les matériaux auxétiques sont ainsi adaptés pour les amortisseurs de chocs et les systèmes d’isolation phonique, mais aussi les substituts osseux ou les implants dans la technologie médicale.

 

 

Intégrés à la branche « Construction légère et modélisation » du cluster d’excellence « Engineering of Advanced Materials » (EAM), les chercheurs d’Erlangen sont parvenus à construire et optimiser ces matériaux auxétiques [1]. Les travaux ont été menés dans le cadre de collaborations interdisciplinaires réunissant des mathématiciens, des physiciens, et des chercheurs en sciences des matériaux. Dans un premier temps, les matériaux auxétiques ont été développés par modélisation et simulation sur ordinateur. Puis ces structures ont été produites avec une méthode de fabrication rapide, la fusion sélective par faisceau d’électrons. Cette méthode consiste à construire le matériau auxétique couche par couche en faisant fondre de la poudre métallique de manière sélective à l’aide d’un faisceau d’électrons. Les assemblages obtenus possèdent ainsi de meilleures propriétés mécaniques, avec une bonne concordance vis-à-vis des simulations numériques.

Pour en savoir plus, contacts :

[1] Deux articles publiés dans la revue « Advanced Materials » relatent les résultats de ces travaux de recherche :

• « Design of Auxetic Structures via Mathematical Optimization » – http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201004090/abstract

• « Finding Auxetic Frameworks in Periodic Tessellations » – http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201190085/abstract

Sources :

« Materialien, die breiter werden, wenn man daran zieht », dépêche idw, communiqué de presse de l’Université d’Erlangen-Nuremberg – 13/09/2011 – http://idw-online.de/pages/de/news440359

Rédacteurs :

Lucas Ansart, lucas.ansart@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr