Des voitures et des avions plus légers pourraient être à l’horizon grâce à un progrès dans la fabrication de l’acier. Les chercheurs ont trouvé un moyen de renforcer le métal et de réduire sa densité – et ce, sans augmenter les coûts.
Cette avancée pourrait se traduire par un kilométrage supplémentaire d’un mile par gallon (2 litres par kilomètre) pour une voiture standard, estime le spécialiste des matériaux Alan Russell de l’université d’État de l’Iowa à Ames, qui n’a pas participé aux travaux. Ce n’est pas suffisant pour que les conducteurs sautent de joie à la pompe à essence, mais « c’est vraiment une réalisation substantielle », dit-il.
Produire des matériaux solides et légers est un exercice d’équilibre délicat. Les matériaux plus légers ont tendance à être plus faibles, et les matériaux plus solides ont tendance à être plus fragiles. Le verre, par exemple, est solide mais cassant : Vous pouvez essayer de le plier ou de l’étirer avec vos mains sans qu’il ne bouge, mais laissez-le tomber sur le sol et il se brise.
Une méthode pour rendre l’acier plus léger consiste à ajouter de l’aluminium, un métal moins dense. Dans l’acier, l’aluminium forme un composé ultrasolide avec le fer. Cette résistance est un atout, mais le composé a tendance à s’agencer en bandes cassantes. Pour disperser le composé d’aluminium et rendre le métal moins cassant, les chercheurs dirigés par le spécialiste des matériaux Hansoo Kim de l’université des sciences et technologies de Pohang, en Corée du Sud, ont ajouté du nickel, ce qui a permis au composé d’aluminium de pénétrer dans le métal sous forme de grappes de taille nanométrique au lieu de longues bandes. Les amas sont trop petits pour provoquer la fragilité indésirable, mais la résistance et la légèreté de l’aluminium demeurent, indiquent les chercheurs dans leur rapport publié aujourd’hui en ligne dans Nature. Les chercheurs ont examiné leur acier au microscope électronique pour confirmer que les amas d’aluminium s’étaient formés. Ils ont ensuite testé le métal en appliquant une tension et ont constaté qu’il était plus solide et moins cassant que l’acier conventionnel.
Le nouvel acier est un « développement intéressant et nouveau » qui a de bonnes chances d’être éventuellement adopté par l’industrie, déclare le métallurgiste P. Chris Pistorius de l’Université Carnegie Mellon à Pittsburgh, en Pennsylvanie. Mais il ne s’agit pas d’un bond en avant spectaculaire, précise-t-il. « C’est un incrément très significatif, mais il s’appuie sur ce que nous savons du fonctionnement des aciers. »
Là où le nouveau métal brille vraiment, c’est dans son coût. D’autres métaux légers et résistants, comme les alliages de titane, sont trop chers pour être utilisés dans les véhicules de tourisme. Le faible prix des métaux utilisés pour produire le nouvel acier signifie que le prix sera plus proche de celui de l’acier standard, dit Russell, de sorte que les constructeurs automobiles pourraient l’utiliser pour alléger leurs charges sans faire augmenter les coûts. « C’est le genre de chose qui fait saliver librement les ingénieurs », dit Russell. « Ils adorent ce genre d’amélioration. »
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