Des matériaux intelligents pour une société intelligente
Les applications technologiques actuelles exigent le développement, le traitement et l’intégration de matériaux intelligents dotés de nouvelles fonctionnalités, comme la métamorphose, l’auto-détection et l’auto-réparation. «La société intelligente et durable que nous nous employons à créer nécessite des composants intelligents pouvant être intégrés dans différentes applications», explique Costas Charitidis, professeur de nanotechnologie et de nanomécanique à l’école de génie chimique, l’Université polytechnique nationale d’Athènes. «Qu’ils s’immiscent dans nos véhicules ou chez nous, de nouveaux types de matériaux intelligents seront essentiels au fonctionnement de la pléthore de dispositifs de l’Internet des objets (IdO) qui feront progresser la société.» Le projet SMARTFAN, financé par l’UE, nous aide à comprendre ces nouveaux matériaux intelligents. «Il ne s’agit pas d’un nouveau type de composite; nous développons des concepts totalement innovants de composants et de structures intelligents, à savoir des matériaux fonctionnels capables de communiquer, d’interagir et de réagir avec l’environnement», ajoute Costas Charitidis.
Voir les choses en petit
Le projet s’est fixé des objectifs ambitieux, notamment créer des matériaux capables de modifier leurs propriétés physiques et leur forme, ainsi que des structures légères qui peuvent fournir des informations en temps réel sur leur état de service. Des concepts de matériaux qui reposent sur des solutions bio-inspirées ont également été envisagés. Cependant, afin d’atteindre les objectifs ambitieux que nous nous sommes fixés, il faut d’abord voir les choses en petit. Pour les chercheurs de SMARTFAN, cela signifie commencer à l’échelle du tout petit, de l’ordre du nanomètre. «La première étape consistait à mettre au point des nanomatériaux dotés de fonctionnalités intelligentes, ce qui a jeté les bases de la création de nanocomposites», explique Costas Charitidis. «Nous avons également développé des traitements de surface innovants pour les fibres de carbone qui ont permis l’incorporation de nanomatériaux de carbone à des fins de dimensionnement fonctionnel.» Les différents partenaires du projet se sont également efforcés d’exploiter des technologies de fabrication de composites avancées, dont l’impression 3D de fibre de carbone continue et le moulage par injection et compression. Ces technologies ont été entièrement optimisées grâce à la modélisation dans des modèles atomistiques, mésoscopiques, macroscopiques et de continuum. «Ces travaux peuvent servir de plan pour la conception de structures intelligentes et l’intégration de solutions IdO dans les architectures intelligentes», ajoute Costas Charitidis.
La partie émergée de l’iceberg
Les partenaires du projet sont allés encore plus loin dans leurs travaux et ont élaboré différents cas d’utilisation pour les matériaux intelligents proposés. Il s’agit notamment d’un aileron avant léger et intelligent pour les voitures de course, d’une hotte à détection automatique pour les cuisinières, d’un dispositif de préhension intelligent et autonome pour le secteur spatial et de structures électroniques à base de nano-carbone pour les batteries et les supercondensateurs. «Ces concepts ne sont que la partie émergée de l’iceberg en termes de possibilités», fait remarquer Costas Charitidis. «Ils font également office de tremplin pour le développement de nouveaux produits dotés de fonctionnalités intelligentes destinés aux secteurs de l’automobile et des appareils électroménagers.» Le projet est d’ores et déjà une source d’inspiration pour d’autres projets financés par l’UE, notamment Repair3D et EURECOMP, qui développent des technologies de recyclage intelligentes. Carbo4Power, projet également financé par l’UE, a exploité les technologies de SMARTFAN pour des applications énergétiques en mer. «Avec ses 36 publications dans des revues scientifiques à comité de lecture, une école de formation spécialisée et plusieurs ateliers et conférences organisés dans le cadre du projet, l’impact de SMARTFAN ne fera que s’amplifier», conclut Costas Charitidis.
Mots‑clés
SMARTFAN, matériaux intelligents, nanomatériaux, internet des objets, IdO, structures légères, nanocomposites, fabrication, impression 3D
