Des matériaux pour la détection automatique de défauts structuraux
La découverte des matériaux multifonctionnels, ceux dont les multiples fonctions ensemble surpassent la performance attendue par la somme des fonctions individuelles, a mené à des avancées technologiques étonnantes au cours de ces dernières années. Les matériaux multifonctionnels vont souvent de pair avec les matériaux intelligents, ceux qui réagissent à leur environnement de la même façon qu'un organisme vivant. Certains changent de forme ou de taille quand un champ électrique est appliqué, d'autres génèrent un champ magnétique en réaction à une pression ou contrainte, et d'autres encore peuvent passer d'une forme liquide à solide quand ils sont à proximité d'un aimant. Les alliages à mémoire de forme (AMF) sont des matériaux métalliques qui, comme leur nom l'indique, gardent en mémoire leur forme. En d'autres termes, ils reprennent leur forme d'origine après avoir été chauffés ou refroidis et transformés. En tant que métaux, ils offrent également l'opportunité d'exploiter les propriétés électriques et magnétiques. Le projet Multiceral («Multifunctional ceramic layers with high electromagnetoelastic coupling in complex geometries») financé par l'UE visait à renforcer les effets du couplage croisé par le développement de nouveaux matériaux composites et à simple couche. En partant du couplage croisé entre des matériaux présentant des propriétés électriques et/ou magnétiques et ceux comme les AMF, les scientifiques ont produit de nouvelles couches minces multifonctionnelles. À l'aide de diverses techniques de dépôt avancées et des outils de caractérisation les plus modernes, les scientifiques ont produit et analysé de nombreuses couches réalisées selon un couplage électro-magnéto-élastique. Des nanotubes à conductivité électrique de haute qualité (tubes moléculaires miniatures) ont également été produits et évalués par rapport à leur réaction aux contraintes et déformations. Enfin, le consortium Multiceral a conçu, fabriqué et testé plusieurs prototypes de dispositif pour la surveillance de santé structurale (SHM) en se basant sur les couches développées et présentant des géométries complexes diverses et variées. Le SHM est le processus de détection des défauts ou dommages dans les ouvrages d'ingénierie tels que les turbines d'avion ou les composants des systèmes ferroviaires. Les essais non destructifs (NDT) basés sur des matériaux qui eux-mêmes envoient des signaux en réaction à des déformations élastiques présentent un intérêt évident. La technologie couche mince Multiceral basée sur des matériaux multifonctionnels a associé des propriétés électriques et magnétiques à des propriétés élastiques ou liées à des contraintes mécaniques pour produire des dispositifs SHM intelligents. Il est certain que la technologie recevra un accueil favorable dans divers secteurs de fabrication et de maintenance.
