Un nouveau matériau inventé par des chercheurs écossais et italiens pourrait transformer la sécurité des voitures et des avions de demain. Grâce à l’impression 3D, ce matériau est capable de se tordre et d’amortir les chocs de façon intelligente, sans recourir à de l’électronique. Son principe repose sur une structure fine et complexe qui se comporte comme un ressort hélicoïdal : elle absorbe une partie de l’énergie des impacts, ce qui protège mieux les occupants des véhicules.
Contrairement aux protections classiques (comme les zones de déformation dans les voitures), ce matériau n’a pas une dureté fixe. Les chercheurs, sous la direction du professeur Shanmugam Kumar de l’Université de Glasgow, ont mis au point une mousse en acier qui peut être rendue plus ou moins rigide en fonction de la force du choc. Dans leurs tests, le matériau a su absorber entre 10% et 33% d’énergie en plus ou en moins selon la manière dont il était utilisé, simplement en ajustant ses « conditions aux frontières » (la façon dont il est maintenu ou bloqué dans la structure).
La prouesse est rendue possible par la fabrication additive, aussi appelée impression 3D. Grâce à ce procédé, il est possible de donner au matériau une forme interne très spécifique, appelée « treillis gyroïde ». Cette structure, très légère et poreuse, permet au matériau de se vriller, un peu comme un bouchon qui tourne dans son goulot. Pour vérifier son fonctionnement, les scientifiques ont mêlé expériences réelles et simulations numériques sophistiquées, tenant compte des petites imperfections laissées par l’impression 3D.
Le professeur Kumar estime que ce matériau, entièrement mécanique, pourrait révolutionner la sécurité automobile et aéronautique, mais aussi servir pour récupérer de l’énergie lors des chocs. L’absence d’électronique simplifie grandement son intégration, et sa capacité d’adaptation en fait un candidat de choix pour de futurs développements industriels.
Les chercheurs italiens de l’Université Polytechnique des Marches, de l’Université de L’Aquila et de l’Institut national de physique nucléaire ont également participé à l’étude, publiée dans la revue Advanced Materials.
Ce matériau flexible inaugure ainsi une nouvelle ère pour les systèmes de sécurité, tout en posant les bases de technologies novatrices, tant pour protéger que pour valoriser l’énergie des impacts.
Des chercheurs de l’université polytechnique des Marches, de l’université de L’Aquila et de l’Institut national de physique nucléaire en Italie ont contribué à la recherche et sont coauteurs de l’article. L’article de l’équipe, intitulé « Adaptive Twisting Metamaterials », est publié dans Advanced Materials.
Source : Glasgow U.
