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Des chercheurs ont mis au point un alliage de titane et de nickel aussi résistant que l’acier et aussi élastique que le caoutchouc, avec des implications potentielles majeures pour l’aéronautique.
Alliage « métamorphe »
Imaginez un avion doté de longues ailes qui se rétractent à mesure qu’il prend de la vitesse afin de le rendre plus aérodynamique. Pour faire de cette possibilité une réalité, les ingénieurs ont besoin d’un matériau extensible pour permettre cette métamorphose, mais également suffisamment robuste pour résister aux contraintes de vol.
Dans le cadre de travaux publiés dans la revue Nature, Xiaobing Ren, de l’Institut national des matériaux japonais, et ses collègues se sont tournés vers les alliages de nickel et de titane, connus pour se déformer considérablement sous contrainte et retrouver ensuite leur forme initiale.
Les précédentes versions mises au point ne présentant de telles propriétés que dans une plage de températures réduite, ce qui limitait largement leurs applications, les auteurs de la nouvelle étude ont développé un nouveau procédé de production en trois étapes permettant de surmonter cet obstacle.
By deforming and heating an alloy of nickel and titanium, researchers made a material as strong as steel but 20 times stretchier – and one application could be building aircraft with shape-shifting wings. https://t.co/8mqNKhdq3v
— New Scientist (@newscientist) September 4, 2024
Des propriétés exceptionnelles
Déformé et étiré de 50 %, ce matériau « à mémoire de forme » est ensuite brièvement chauffé à 300 °C avant d’être à nouveau allongé, cette fois de 12 % seulement. Les tests réalisés ont montré qu’il pouvait résister à des pressions environ 18 000 fois supérieures à la pression atmosphérique au niveau de la mer, à des températures comprises entre -80 °C et 80 °C.
« À certains égards, il se comporte comme un type particulier de verre, avec un agencement de molécules permettant sa déformation tout en évitant qu’il ne se brise lorsqu’il est exposé à de fortes contraintes », souligne Ren.
Selon le chercheur, si de nombreuses questions d’ingénierie devront être résolues avant que les premiers aéronefs capables de changer de forme ne prennent leur envol, une adaptation minimale des infrastructures industrielles existantes permettrait de produire le nouvel alliage en masse.