L'équipe de la RMIT en Australie imprime en 3D une structure en treillis de titane flottante

fr.wedoany.com Rapport : Une équipe dirigée par des chercheurs de l'Université RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology) a imprimé en 3D une structure en treillis de titane capable de flotter et de maintenir sa flottabilité même après des dommages graves. Il s'agit de la première métamatériau hybride métallique en treillis flottant jamais enregistré.

Ce treillis de titane est composé de piliers en titane creux et interconnectés, remplis de mousse de polyuréthane. L'eau peut traverser les espaces ouverts du treillis, tandis que les piliers scellés maintiennent l'ensemble à flot ; les échantillons de laboratoire ont flotté dans l'eau douce pendant plus de deux mois.

Jordan Noronha, chercheur principal au Centre de fabrication additive de l'Université RMIT, explique que les structures en treillis métallique, bien qu'elles puissent être extrêmement légères — avec une densité inférieure à un dixième de celle de l'eau — possèdent des espaces internes ouverts et interconnectés qui, une fois remplis d'eau, provoquent leur immersion. L'équipe de recherche a rempli uniquement les piliers creux en titane avec de la mousse de polyuréthane, créant ainsi une structure qui laisse passer l'eau tout en conservant sa flottabilité même après de graves fissures et dommages. Le principe repose sur les minuscules cellules scellées de la mousse qui emprisonnent les gaz, empêchant l'eau de pénétrer dans les piliers creux.

Pour décrire la capacité de flottabilité de ces structures, l'équipe de recherche a proposé un indicateur de « densité du squelette », qui ne prend en compte que les parties faisant office de barrière à l'eau — à savoir les parois en titane et les canaux scellés remplis de mousse — sans inclure le volume total du matériau. Noronha indique que cela offre aux ingénieurs une règle de conception simple : tant que la densité du squelette est inférieure à celle du liquide environnant, la structure flottera, même si l'eau s'écoule à travers toutes les ouvertures externes.

Les tests montrent qu'à densité égale, la résistance de ce treillis est supérieure de 70 % à celle de l'acier inoxydable ou du polyéthylène haute densité. Après une exposition de deux semaines dans l'eau de mer de la baie de Port Phillip, les échantillons ont subi une perte de masse de 0,15 % et une perte de résistance inférieure à 1 %. Une bouée imprimée en 3D est restée stable dans un réservoir incliné à 45 degrés, sans recours à une coque externe, un revêtement ou des dispositifs de flottabilité supplémentaires.

Le responsable du projet, le professeur émérite Ma Qian, indique que l'équipe agrandira la taille des composants et testera les performances à long terme de la structure dans les environnements marins et en eaux profondes. Il précise qu'en modifiant les matériaux à l'intérieur du cadre en titane, il sera également possible de personnaliser des structures similaires pour des applications telles que l'absorption d'énergie, la gestion thermique et le contrôle des vibrations.