Des fibres minuscules fonctionnant comme du velcro ouvrent la voie à une nouvelle génération de véhicules légers et durables.
Vous connaissez sans doute les vélos de route en plastique renforcé de fibres ou en carbone : ultra-légers comparés aux modèles métalliques, mais ils s'usent vite. Des nanofibres innovantes, agissant comme un velcro microscopique, résolvent ce problème. Découvertes à l'Université de Gand (UGent), ces nanofibres – fabriquées à partir de plastiques élastiques comme le caoutchouc ou le nylon – sont des milliers de fois plus fines qu'un cheveu humain. Elles renforcent les plastiques composites contre les dommages, améliorant leur durabilité sans ajouter de poids.
Le principal atout ? Leur intégration immédiate dans l'industrie. Les processus de production existants nécessitent peu de modifications, rendant accessible une nouvelle génération de véhicules en composites renforcés.
Les nanofibres sont des milliers de fois plus fines qu'un cheveu humain. Elles optimisent les plastiques renforcés de fibres pour une résistance accrue.
Les plastiques renforcés de fibres (PRF) sont déjà utilisés dans l'aéronautique, les vélos de course ou les éoliennes, où chaque gramme économisé booste l'efficacité énergétique. Bien que légers et solides, les PRF actuels s'abîment vite : des contrôles réguliers évitent les fissures, car une petite déchirure peut diviser par deux la résistance du matériau.
Nanovelcro « en action » lors d'un test de déchirure. Les nanofibres fines entre la fissure augmentent la résistance, freinant la propagation comme du velcro.
Les PRF se composent de couches de fibres solides (verre ou carbone) noyées dans du plastique, orientables pour diverses applications. Mais les délaminages restent un point faible. Les nanofibres appliquées entre les couches empêchent leur séparation prématurée.
Si fines et nombreuses, elles lient fermement les couches, rendant les fissures plus difficiles à propager – un effet velcro qui absorbe l'énergie.
L'un des défis majeurs de nos recherches à l'UGent a consisté à doser précisément les nanofibres. Nous avons filé des kilomètres de nanofibres, testé des compositions et filmé les essais au microscope. Ces images ont révélé l'« effet nanovelcro », prouvant quelles nanofibres maximisent l'absorption d'énergie et la résistance aux dommages.
Lode Daelemans (ingénieur, UGent), nominé pour la Flemish PhD Cup 2018 pour ses travaux sur les nanofibres. Votez ICI.
