Documents pour «matériau composite»

Documents pour "matériau composite"
Affiche du document La chimie du solide à l'école de la nature

La chimie du solide à l'école de la nature

Jacques LIVAGE

1h06min20

  • Chimie, Cristallographie, Mineralogie
Les verres et céramiques modernes sont fabriqués par chauffage à très haute température de précurseurs solides comme l'argile ou le sable. Pourtant, l'observation des processus naturels nous montre que depuis des centaines de millions d'années, les micro-organismes ont su créer de tels matériaux dans des conditions beaucoup plus douces. Ces processus de biominéralisation posent un véritable défi au chimiste du solide qui tente d'y répondre en développant des méthodes dites de "chimie douce". Suivant l'exemple des diatomées qui élaborent de fines architecture de verre à partir de la silice dissoute dans les océans, nous avons développé une chimie "sol-gel" qui permet de construire un réseau de silice à partir de précurseurs moléculaires en solution. Cette chimie de polymérisation inorganique débouche aujourd'hui sur de véritables applications industrielles. Compatible avec la chimie organique, elle permet l'élaboration d'hybrides organo-minéraux, véritables matériaux nanocomposites à l'échelle moléculaire. Les conditions de synthèse des verres de silice sont même suffisamment douces pour être compatible avec la vie. Elles permettent d'immobiliser des protéines, des anticorps et même des cellules vivantes au sein de matrices de silice. Cet exposé fera le point des résultats les plus récents en mettant plus particulièrement l'accent sur les applications biologiques des procédés sol-gel.
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Affiche du document Les matériaux biomimétiques

Les matériaux biomimétiques

Hervé ARRIBART

1h09min19

  • Génie et activités connexes
La démarche biomimétique ne date pas d'hier. Que l'on pense à la Chauve-Souris, premier prototype de Clément Ader ! Pour être fructueuse, elle doit passer par une compréhension complète - et critique - du fonctionnement de la structure dont on souhaite s'inspirer. Pourquoi la nature a-t-elle privilégié cette solution là pour résoudre ce problème ci, compte tenu des moyens à sa disposition : matières premières, conditions de température et de pression dans l'environnement, … ? Dans le domaine des matériaux, répondre à cette question requiert une caractérisation en profondeur de la structure du matériau considéré. Cette caractérisation doit en général se faire à de nombreuses échelles, du macroscopique au nanométrique. En effet, les matériaux du monde vivant proposent de magnifiques exemples de structures hiérarchiques et sont souvent des nanomatériaux représentatifs. On peut décomposer la démarche biomimétique en trois étapes : 1) l'identification : repérage d'un matériau du vivant présentant une propriété intéressante, 2) la compréhension : sur la base de la connaissance de la structure, comment la propriété en question s'exprime t-elle ? 3) le contretypage, en utilisant des moyens qui sont en général différents des moyens naturels. En effet, les chimistes possèdent des recettes bien plus variées, souvent plus efficientes, que les voies de synthèse naturelles. A titre d'exemple, on verra pourquoi les feuilles de nénuphar servent de modèle à des nouveaux vitrages qui préservent la vision sous la pluie, comment la structure des ailes de papillons inspirent les concepteurs de matériaux aux couleurs chatoyantes, et en quoi les coquilles de mollusques ou de noix fournissent des pistes pour la recherche de matériaux composites très résistants sur le plan mécanique.
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Affiche du document Les composites thermostructuraux

Les composites thermostructuraux

Pierre BETIN

1h15min19

  • Génie et activités connexes
Armer les matériaux en incorporant en leur sein matriciel un renfort fibreux, et accroître ainsi leur tenue mécanique, est une démarche classique depuis le torchis jusqu'au composite, en passant par le béton armé. Il est vrai que la nature nous en offre un exemple achevé avec le bois. La course à l'espace et l'essor du transport aérien ont, depuis trente ans, accéléré le développement des composites. Des fibres de très haute résistance et des polymères nouveaux ont été mis sur le marché. Le technologue en a tiré parti pour bâtir des textures et mettre au point des matrices conduisant à des composites performants, légers, compétitifs et durables. Parallèlement, l'ingénieur a appris à concevoir et à construire composite en adoptant des architectures dépouillées, en choisissant des formes simples et en réduisant le nombre de pièces. Dans la famille des composites, les composites thermostructuraux constituent une niche de haut de gamme qui illustre bien les enjeux stratégiques et les défis technologiques. La raison d'être de ces composites thermostructuraux, à base de fibres et de matrices en carbone ou en céramique, est de répondre aux besoins de la mécanique thermique : celle qui doit encore fonctionner à des températures supérieures à 1 000°. Plus réfractaires et plus légers que les métaux, moins fragiles que le carbone ou la céramique monolithique, ils ouvrent une nouvelle voie de progrès.
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Affiche du document Les matériaux moléculaires

Les matériaux moléculaires

Michel VERDAGUER

1h12min07

  • Chimie, Cristallographie, Mineralogie
  • Génie et activités connexes
L' histoire de l'humanité est scandée par la nature des matériaux que l'homme est capable d'élaborer et d'utiliser pour répondre à ses besoins. Notre époque est marquée par une explosion de la création de nouveaux matériaux, de plus en plus conçus pour répondre à un besoin très précis. Dans ce contexte, les matériaux réalisés à partir de molécules peuvent faire valoir de nombreux avantages : ils sont le plus souvent de faible densité, transparents ou colorés à la demande, solubles, biocompatibles, faciles à mettre en forme, etc. La flexibilité de la chimie moléculaire permet de produire pratiquement " à la carte " de nouvelles molécules et de nouveaux édifices moléculaires en variant de manière de plus en plus subtile structures, structures électroniques et propriétés. Les synthèses sont guidées par les besoins en nouveaux matériaux de structure ou en matériaux fonctionnels. Notre vie quotidienne est ainsi entourée de matériaux moléculaires familiers qu'ils soient d'origine naturelle ou industrielle, créations de l'homme. L'exposé les identifie, illustre et commente quelques unes de leurs propriétés et leurs multiples domaines d'application. Dans le même temps, une recherche pluridisciplinaire se poursuit pour obtenir des matériaux présentant des propriétés inédites, voire des propriétés multiples au niveau macroscopique (grands ensembles de molécules) ou au niveau d'une seule molécule (électronique moléculaire, machines moléculaires…). Quelques aspects de ces recherches sont présentés, en mettant en évidence les principes fondamentaux sur lesquels repose la synthèse des molécules et des édifices moléculaires présentant des propriétés données, les techniques récentes qui permettent un progrès plus rapide en matière de matériaux moléculaires, les contraintes qui s'exercent sur la production de ces matériaux et les perspectives qui s'ouvrent dans un domaine où la riche complexité des matériaux biologiques constitue une matière première et un exemple, une source de réflexion et d'espoir permanents.
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