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CNRS : un matériau à base de nacre dix fois plus tenace qu’une céramique


La céramique est dure, extrêmement dure, mais elle peut en revanche casser… Ainsi, un coup mal placé et un maillon de bracelet, voire même un boitier de montre peuvent se briser… Dans ce contexte, on comprend bien que cette nouvelle technologie mise au point par une équipe de chercheurs du CNRS* pourrait intéresser l’industrie horlogère suisse. En effet, ces Français viennent de présenter un nouveau matériau près de dix fois plus tenace qu’une céramique classique !



CNRS : un matériau à base de nacre dix fois plus tenace qu’une céramique
Depuis plus d’une trentaine d’années, la céramique est employée dans l’industrie horlogère suisse. Ce matériau est en effet idéal car il ne se raye pas… Seul un diamant peu en venir à bout. De plus, la céramique est anallergique. En réalité, son seul petit défaut, est qu’elle peut casser… Certes, il faut y mettre du sien, mais c’est possible !
 
Il se pourrait que ce problème soit en passe d’être réglé… En effet, une équipe de chercheurs du CNRS vient de présenter un nouveau matériau issu de la nacre des ormeaux, petits mollusques marins à coquille unique. Ce dernier, près de dix fois plus tenace qu'une céramique classique, provient d'un procédé de fabrication qui passe par une étape de congélation.
 
Rappelons que la ténacité d’un matériau représente sa capacité à résister à la rupture en présence d'une fissure. Or cette fameuse ténacité est considérée comme le talon d'Achille des céramiques… Pour pallier leur fragilité intrinsèque, celles-ci sont parfois combinées à d'autres matériaux plus tenaces, métalliques ou polymères.
 
Dans la nature, il existe un matériau proche de la céramique qui est extrêmement tenace : la nacre qui recouvre la coquille des ormeaux par exemple. Cette nacre est composée à 95% d'un matériau intrinsèquement fragile, le carbonate de calcium (l'aragonite). Pourtant, sa ténacité est forte. Pour schématiser, la nacre pourrait être vue comme un empilement de briques de petite taille, soudées entre elles par un mortier composé de protéines.
 
Sa ténacité tient à sa structure complexe et hiérarchique. La propagation de fissures dans ce type d'architecture est ainsi rendue difficile par le chemin tortueux que celles-ci doivent parcourir pour se propager. C'est cette structure qui a inspiré les chercheurs.
 
Cette nacre artificielle est dix fois plus tenace qu'une céramique classique composée d'alumine. Ceci est dû au fait qu'une fissure, pour se propager, doit contourner une à une les « briques » d'alumine. Ce chemin en zigzag l'empêche de traverser facilement le volume du matériau. L'un des avantages du procédé est qu'il n'est pas exclusif à l'alumine. N'importe quelle poudre céramique, pour peu qu'elle se présente sous la forme de plaquettes, peut subir le même processus d'auto-assemblage.
 
De plus, l'industrialisation de ce procédé ne devrait pas présenter de difficultés. L'obtention de pièces composées avec ce matériau bio-inspiré ne devrait pas entraîner de grands surcoûts. Sa forte ténacité pour une densité équivalente pourrait permettre de fabriquer des pièces plus petites et légères. 

Montres-de-luxe.com | Publié le 28 Mars 2014 | Lu 694 fois


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