En impression 3D, tout se joue dans les matériaux : résistance, légèreté, durabilité, usages. Un enjeu clé pour l’industrie… et pour les ingénieur·es de demain.

Qu’il s’agisse de pièces de fusée, d’automobile, de pont ou même d’aliments, la fabrication additive (FA) redéfinit complètement le champ des possibles dans de très nombreux domaines d’activités. Elle offre des perspectives prometteuses en matière de matériaux, mais elle pose également des défis techniques, économiques et environnementaux qui nécessitent une maturation et une adaptation des procédés en lien avec les matériaux utilisés.

Plus connu sous la dénomination « impression 3D », ce procédé met en œuvre des polymères (plastiques) ou des alliages métalliques pour fabriquer des objets du quotidien. Les imprimantes 3D polymères sont accessibles au grand public pour quelques centaines d’euros. Elles permettent notamment de fabriquer des pièces prototypes (d’où le nom prototypage rapide), des coques de téléphone, des pièces de rechange, des prothèses, des bijoux, des jouets, des objets de décorations ou des maquettes.

Dans un contexte industriel où la durabilité des matériaux devient un enjeu majeur, deux chercheurs du laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères (IMP) ont mis au point une nouvelle approche pour rendre les matériaux thermodurcissables beaucoup plus résistants aux fissures. Simple dans son principe et très efficace dans ses résultats, cette innovation pourrait contribuer au développement de matériaux à la fois plus solides et plus durables.

Les matériaux thermodurcissables occupent une place centrale dans l’industrie moderne. Résines époxy, composites, colles structurales ou revêtements anticorrosion : ils forment la colonne vertébrale d’applications allant du transport terrestre aux technologies spatiales.

Leur rigidité et leur capacité à conserver leurs propriétés en conditions extrêmes en font des alliés précieux. Pourtant, ces matériaux présentent une faiblesse critique : une fissure qui s’initie à la suite d’un choc se propage souvent très rapidement, menant à une rupture brutale.

Dans un contexte où ces matériaux ne sont pas recyclables, augmenter leur résistance et leur durée de vie devient un enjeu majeur à la fois scientifique, industriel et environnemental.

Léger, doux, résistant, déformable et parfois moche, le tricot n’est pas seulement un objet du quotidien ; c’est aussi un métamatériau dont les propriétés extraordinaires intéressent beaucoup les physiciens.

Si la recherche en physique est souvent associée à des infrastructures techniques aussi gigantesques que le LHC, il lui arrive aussi de s’intéresser aux objets du quotidien. « J’ai depuis très longtemps un intérêt marqué pour les matériaux de la vie ordinaire qui présentent des propriétés extraordinaires, explique ainsi Audrey Steinberger, chargée de recherche CNRS au Laboratoire de physique de l’ENS de Lyon. Dans un article récemment publié avec des chercheurs français et japonais, Audrey Steinberger a ainsi présenté une étude menée sur des tricots en jersey, le mode de fabrication le plus courant et le plus facile à réaliser avec des machines industrielles. Ces résultats ouvrent un nouveau champ de recherche qui pourrait aboutir à l’élaboration de nouveaux matériaux antichocs et antivibrations.

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CNRS

Véritable roche liquide à température ambiante, l’usage du béton est d’une incomparable commodité, ce qui le rend difficilement remplaçable.

En France, plus de 80 % du patrimoine bâti est en béton. Cet usage généralisé n’est pas sans conséquence, que ce soit sur les émissions de CO₂, principalement liées à la fabrication du ciment, ou sur la production de déchets minéraux de déconstruction.

Dans ce contexte, l’Ifsttar explore les pistes pouvant conduire à un béton « vert ».

Découvrez le dossier thématique : Un béton vert est-il possible ?

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