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Une équipe d’ingénieurs de l’Agence spatiale américaine a mis au point un nouveau matériau aux propriétés impressionnantes, s’avérant nettement plus performant que les alliages métalliques de pointe actuels.

Des propriétés remarquables

À très haute température (1093 °C), le matériau GRX-810 s’est révélé deux fois plus résistant, trois fois et demie plus flexible et environ 1 000 fois plus durable que les alliages les plus efficaces actuellement utilisés dans les moteurs à réaction. S’avérant également plus léger que ses homologues, celui-ci permettrait de réduire le poids de différentes pièces et équipements (et par extension la consommation de carburant) de nombreux engins, tout en diminuant significativement leurs coûts d’exploitation et de maintenance.

« Jusqu’à présent, une augmentation de la résistance à la traction diminuait généralement la capacité d’un matériau à s’étirer et se plier sans se fissurer ou se rompre », souligne Dale Hopkins, qui a supervisé le projet. « La possibilité de produire de nouveaux types de matériaux beaucoup plus résistants et légers constitue une importante percée, promettant non seulement de bouleverser le secteur de l’aviation, avec des vols beaucoup plus durables, mais également de faire entrer l’exploration spatiale dans une nouvelle ère. »

Le nouvel alliage, dont la composition a été déterminée à l’aide de différents modèles informatiques avancés simulant ses performances thermodynamiques, intègre des oxydes à l’échelle nanométrique permettant d’améliorer sa durabilité et sa résistance à haute température. Les chercheurs ont utilisé l’impression 3D pour créer une chambre de combustion de moteur à turbine (élément essentiel des moteurs de fusée assurant le mélange air-carburant).

La chambre de combustion imprimée en 3D par l’équipe — © NASA

Un temps de développement largement réduit

« La combinaison de ces deux procédés permet d’accélérer considérablement le rythme de développement des matériaux de pointe », souligne Tim Smith, chercheur en matériaux au Glenn Research Center de la NASA. « Ce qui prenait des années et impliquait un processus d’essais et d’erreurs laborieux, ne demande aujourd’hui plus que quelques semaines ou mois. »

Pour ne rien gâcher, le procédé de fabrication se révèle également plus efficient, économique et écologique que les méthodes conventionnelles. « Les ingénieurs et concepteurs peuvent désormais envisager des compromis qui étaient auparavant impensables, sans sacrifier les performances », conclut Smith.

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