BREVE SCIENTIFIQUE : LA PELOTE MAGIQUE

Une légère pression appliquée sur une éponge humide conduit à la réduction de son volume et à l’expulsion de l’eau. A l’inverse si on l’étire, l’éponge accroit son volume et aspire l’eau. La plupart des matériaux poreux se comportent de cette manière. Certains, plus rares, accroissent leur volume lorsqu’ils sont compressés et le réduisent lorsqu’ils sont étirés.

Rompre la symétrie

Mais pour tous ces matériaux, les variations de volume sont symétriques, se produisant dans des directions opposées en tension et en compression.

Pour la première fois, les chercheurs du laboratoire 3SR et leurs collègues lyonnais ont imaginé une organisation de la matière à méso-échelle capable de rompre cette symétrie, ouvrant d’importantes perspectives d’applications biomédicales ou en génie civil.

Leur matériau poreux, constitué d’un fil unique enchevêtré (image), voit son volume augmenter qu’il soit comprimé ou étiré. De plus, lorsqu’elle est constituée d’un fil élastique ou super-élastique, cette méso-structure est capable de tolérer de nombreux cycles de tension et de compression tout en conservant son incroyable propriété.

Grâce à des simulations numériques par la méthode des éléments discrets couplées à des observations 3D in situ, la mécanique complexe à l’origine du comportement de ce nouveau matériau a pu être analysée : la courbure initiale du fil, son rapport d’aspect et son niveau d’enchevêtrement, combinés à la déformation particulière des spires induite par les contraintes appliquées, sont autant de paramètres qui conduisent à une augmentation globale de la porosité du matériau en tension et en compression.

Une bien étrange éponge qui pourrait trouver de nombreuses applications.