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RÉSUMÉ
Cet article présente une synthèse de l'utilisation applicative des mousses métalliques, à des stades d'industrialisation variés, depuis le prototype jusqu'à la production de grandes séries. Il décrit les principaux domaines d'emploi et les fonctions spécifiques apportées par les mousses métalliques. Il intègre notamment les matériaux constitutifs, les structures, les particularités, ainsi que des notions de coût de ces produits.
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Yves GAILLARD : Ingénieur École Supérieure de Fonderie (ESFF) - Ingénieur projet, Centre Technique des Industries de la Fonderie (CTIF), Sèvres, France
INTRODUCTION
Les mousses métalliques s’inscrivent dans le groupe des matériaux cellulaires et partagent, de ce fait, certaines de leurs applications fonctionnelles. De nombreux articles de presse présentent régulièrement ces produits comme innovants et prometteurs, souvent en évoquant l’argument de leurs bonnes caractéristiques physiques malgré leur remarquable légèreté.
Dans la réalité, les mousses métalliques existent depuis près d’un siècle, mais ne sont pas encore très développées industriellement, principalement à cause de leurs coûts relativement élevés, ainsi que de la maîtrise restée longtemps imparfaite de leurs procédés de fabrication. Ces procédés ont beaucoup évolué et atteint maintenant leur maturité ; ils peuvent actuellement prétendre à une maîtrise globale des structures des mousses métalliques produites. De ce fait, les applications potentielles de ces matériaux séduisants sont très nombreuses et variées.
L’article dresse, dans un premier temps, un tableau de la situation actuelle et précise l'avancée des développements industriels des mousses métalliques. Il aborde également l’important problème technico-économique concernant les mousses métalliques industrielles et propose des ordres de grandeurs de coûts.
Ensuite, les principaux domaines dans lesquels les mousses métalliques sont actuellement déployées ou potentiellement utilisables (crash, balistique, échanges thermiques ou électriques, isolation phonique/vibratoire, design, médical) sont déclinés, avec présentation de l’intérêt de l’emploi de ces produits par rapport aux solutions existantes. Pour chaque utilisation applicative, les domaines industriels concernés sont précisés et des exemples de prototypes et de réalisations industrielles proposés.
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MOTS-CLÉS
applications mousses métalliques protection thermique électrique médical test de crash fabrication de batteries d'accumulateurs
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Autres domaines pour les mousses métalliques
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10. Design
10.1 Intérêt des mousses
De par leur structure alvéolaire, les mousses métalliques, qu’elles soient régulières ou stochastiques, à structure ouverte ou fermée, présentent un intérêt marqué pour les designers qui apprécient vivement l’éventail de leurs possibilités créatives.
Il s’agit, en effet, d’un composite aux possibilités multiples liées à sa structure, dont l’aspect final est fonction de :
-
la nature du matériau constitutif, sa couleur, sa finition (brut, brossé, poli, anodisé, etc.) ;
-
la structure des cellules, leur taille, leur forme, leur régularité, leur orientation par rapport aux surfaces externes visibles ;
-
la densité de la mousse et l’impression de légèreté correspondante qu’elle peut conférer ;
-
la nature du second composant, dans le cas de structure ouverte, il s’agit généralement d’air mais il est possible d’envisager d’autres matériaux ;
-
l’utilisation de la réflexion de la lumière en surface de l’objet ou au cœur de la mousse dans le cas de structure ouverte (insertion de diodes colorées, fibres optiques, spots d’éclairage, etc.) ;
-
l’utilisation locale de mousse métallique dans un objet constitué d’autres matériaux (bois, verre, etc.).
10.2 Domaines industriels concernés
Les domaines concernés sont principalement le bâtiment, le mobilier urbain et la décoration (salons, mobilier moderne, éclairage, etc.). Les fabricants de mousses métalliques se tournent de plus en plus vers ces domaines qui présentent, notamment dans le bâtiment, des perspectives d’importantes quantités à produire.
C’est, par exemple, le cas de Cymat qui offre une gamme spécialement dédiée à ces usages. Ces produits issus du produit de base jouent sur la taille des cellules (3 niveaux) et sur l’aspect des faces externes (ouvertes ou fermées).
HAUT DE PAGE10.3 Exemples commerciaux, prototypes
Comme évoqué...
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Design
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ASHBY (M.F.), EVANS (A.G.), FLECK (N.A.), GIBSON (L.J.), HUTCHINSON (J.W.), WADLEY (H.N.G.) - Metal foams : a design guide - Boston : Butterworth-Heinemann (2000).
-
(2) - BANHART (J.) - Manufacture, characterisation and application of cellular metals and metal foams - Progress in Materials Science 46 pp., 539-632 (2001).
-
(3) - IFAM - * - . – Cellmet new, http://www.metalfoam.net/cellmet-news_2006-1_net.pdf (2006).
-
(4) - BANHART (J.) - Industrialisation of Aluminium Foam Technology - Proceedings of the 9th International Conference on Aluminium Alloys (2004).
-
(5) - DAIRON (J.), GAILLARD (Y.), TISSIER (J.-C.), BALLOY (D.), DEGALLAIX (G.) - Parts Containing Open-Celled Metal Foam Manufactured by the Foundry Route : Processes, Performances, and Applications - Advanced Engineering Materials, Special Issue : Cellular Materials Volume 13, Issue 11, 1066-1071 (2011).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Site référent :
Revendeurs de mousses métalliques :
http://www.goodfellow.com/catalogue/GFCatalogue.php?Language=F
http://www.krreynoldscompany.com/Duocel-Data-Sheet-s/46.htm
http://www.tomo-e.co.jp/e/product/functional/aluminiumfoam.html
http://www.stylepark.com/fr/alcarbon/alporas-ac-nature
Fournisseurs de panneaux sandwich intégrant des mousses métalliques :
http://en.metalfoam.de/metalfoam/
http://www.isotechinc.com/foamed-aluminum.htm
http://fr.made-in-china.com/co_chinabeihai/product_group_Aluminum-Composite-Panel_ugnsusssss_1.html...
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