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DécouverteDes microfissures pour rendre le verre plus résistant

Comment rendre une plaque de verre plus résistante? En l'affaiblissant par des microfissures, judicieusement réparties à sa surface, pour mieux lui permettre d'encaisser les chocs en se déformant, assurent des chercheurs.

Des ingénieurs ont trouvé comment rendre plus solide une plaque de verre.

Des ingénieurs ont trouvé comment rendre plus solide une plaque de verre.

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Des scientifiques d'une université canadienne sont allés chercher leur source d'inspiration.

«Les dents, les os et les coquilles des mollusques sont faits de minéraux aussi fragiles que de la craie, mais ils sont bien connus pour leur haute résistance à la fracture, qui est plus grande que nos meilleurs verres et céramiques industrielles», déclare François Barthelat, du département d'ingénierie mécanique de l'université McGill à Montréal.

L'émail des dents ou les coquillages sont constitués à plus de 95% de minéraux, ce qui devrait les rendre particulièrement fragiles et cassants. En réalité, la nacre est 3000 fois plus résiliente que le minéral dont elle est faite, indique l'étude, publiée mardi dans la revue «Nature Communications».

Cette faculté est liée à la façon dont les «briques» qui constituent ces matériaux naturels sont agencées les unes par rapport aux autres. Leur structure interne est en effet parcourue «d'interfaces faibles», autrement dit des lignes de fracture à l'échelle microscopique qui permettent d'absorber davantage d'énergie en se déformant sous la pression.

Un laser

Pour imiter ces structures, il a suffi aux ingénieurs d'un laser pour graver des fissures microscopiques (un millième de millimètre) dans des lames de verre, puis de les combler avec un polymère, pour obtenir un verre «200 fois plus résilient» que l'original.

«Par exemple, un récipient fait d'un verre conventionnel va se fracturer en mille morceaux s'il tombe sur le plancher. Un récipient fait de notre verre bio inspiré a la possibilité de se déformer un peu s'il tombe, mais ne va pas se casser complètement», déclare le chercheur.

«Notre verre gravé peut s'allonger de presque 5% avant de casser», alors qu'un verre ordinaire casse dès que la déformation dépasse 0,1%, souligne M. Barthelat.

Des performances qui seraient selon lui très utiles pour des fenêtres pare-balles, des hublots, des verres de lunettes ou même des écrans tactiles pour téléphone.

Le procédé «est très économique», assure-t-il. «Tout ce qu'il faut, c'est un laser pulsé qui peut cibler avec précision des points prédéterminés.

(ats/afp)

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