Une nacre artificielle particulièrement tenace

En intégrant une étape de congélation au procédé, il est possible d’obtenir des céramiques dix fois plus tenaces.

Une fois encore, la nature inspire les chercheurs. Cette fois, il s’agit de la nacre des ormeaux. Celle-ci est composée à 95% de carbonate de calcium, matériau de nature fragile. Pourtant, la nacre possède une ténacité importante. C’est justement cette capacité à résister à la propagation d’une fissure qui a inspiré les auteurs de l’étude. Parus dans Nature Materials, les travaux des équipes du Laboratoire de synthèse et fonctionnalisation des céramiques (CNRS/Saint-Gobain), en collaboration avec le Laboratoire de géologie de Lyon : Terre, planètes et environnement (CNRS/ENS de Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1) et le laboratoire Matériaux : ingénierie et science (CNRS/INSA Lyon/Université Claude Bernard Lyon 1) révèlent comment obtenir de façon artificielle les mêmes caractéristiques que la nacre des bi-valves.

Le secret de fabrication ? Un passage au frigo ! Les chercheurs ont utilisé de l’alumine, une céramique standard, qu’ils ont placé en suspension dans de l’eau, puis refroidi. Ce faisant, la croissance a conduit à un auto-assemblage sous forme d’un empilement de plaquettes. Une dernière étape de densification à haute température a conclu la fabrication de cette nacre artificielle.

Grâce à ce procédé innovant, les scientifiques ont produit un matériau dix fois plus tenace qu’une céramique à base d’alumine. De plus, n’importe quelle poudre céramique sous forme de plaquettes peut se soumettre à ce processus d’auto-assemblage. L’obtention de céramiques libérées de leur fragilité pourrait conduire à la fabrication de pièces de plus petite taille et plus légères puisque plus tenaces à égale densité, et donc aboutir à une diminution des coûts de production pour les applications industrielles.

Par Audrey Loubens, journaliste scientifique

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