2. La décarbonation, le développement durable et la RSE
2.3. Les matériaux et structures intelligents
Les
matériaux et structures intelligents, c’est-à-dire sensibles, adaptatifs et
évolutifs :
Ils
possèdent des fonctions qui leur permettent de se comporter comme un capteur
(détecter des signaux), un actionneur (effectuer une action sur son
environnement) ou parfois comme un processeur (traiter, comparer, stocker des
informations).
Ces
matériaux sont capables de modifier spontanément leurs propriétés physiques en
réponse à des excitations naturelles ou provoquées venant de l'extérieur ou de
l'intérieur du matériau.
Par
exemple, il devient possible de détecter des faiblesses de structures dans le
revêtement d'un avion, des fissures apparaissant dans un bâtiment ou un barrage
en béton ; ils permettent de réduire les vibrations de pales
d’hélicoptère, ou ils peuvent être insérer dans les artères sous forme de
filtres qui se déploieront pour réduire le risque de dispersion de caillots
sanguins.
Regardons
de plus près deux types de matériaux intelligents :
Les matériaux à mémoire de forme :
ils sont emblématiques des
matériaux intelligents : déformés à froid, ils retrouvent leur forme de
départ au-delà d'une certaine température par suite d'un changement de phase.
Le principe physique de base repose sur une transformation réversible.
On
peut citer comme exemple
d’utilisation des secteurs comme l’industrie biomédicale (implant,
prothèses, agrafes orthopédiques, fils pour appareils orthodontiques,
corbeilles pour calculs rénaux ou encore des stents coronaires),
l’aéronautique (décalage de fréquences nuisibles, atténuation de
bruits), l’aérospatiale (déploiement d’antennes), l’horlogerie (ressort
dans le mécanisme d’une montre), le nucléaire (tubes), le bâtiment
(lamelle de matériau mémoire de forme pour renforcer par précontrainte
le béton pour la construction de ponts, structure anti-sismique).
Un stent coronaire
Une antenne déployable de satellite
Les matériaux composites auto-réparables ou
auto-cicatrisants:
Ils le sont
essentiellement au niveau du matériau de la matrice, pas de la fibre.
Pourquoi
uniquement au niveau de la matrice ? Parce que faire retrouver à la fibre
la continuité mécanique nécessaire au passage des contraintes n’est pas
envisageable aujourd’hui.
Par
contre pour régénérer ou auto-réparer les matrices, plusieurs procédés ont été
imaginés. Ils consistent à permettre localement, à l’endroit du choc qui a
provoqué une fissure, la présence de capsules, nodules ou micro-tubes remplis
de constituants de la réparation (par exemple : catalyseurs, solvants,
durcisseurs et résines de base). Ces derniers rompus lors du choc s’infiltrent,
se mélangent et reconstituent la matrice par polymérisation.
