Les éponges de mer sont des créatures étranges : techniquement ce sont des animaux, mais sans cerveau ni organes, et pourtant équipées de solutions d’ingénierie si avancées qu’elles feraient pâlir nos meilleurs architectes. Je pense souvent à notre présomption, convaincue d’être les génies incontestés de la planète, alors que la nature mène depuis des millions d’années des expériences de conception que nous commençons seulement maintenant à déchiffrer. Et je bénis, en en parlant souvent, le biomimétisme.
C'est exactement ce qui est arrivé à laUniversité RMIT en Australie, où une équipe de chercheurs a jeté son dévolu sur une éponge marine particulière appelée « panier de Vénus ». Sa structure en treillis légère mais incroyablement solide a fourni le modèle pour un matériau qui pourrait rendre nos bâtiments plus durables et plus durables, réduisant considérablement l’utilisation du béton et de l’acier.
Le pouvoir caché des éponges de mer
Ces éponges qui peuplent les profondeurs de l’océan ne sont pas de simples objets de salle de bains curieux : elles cachent un extraordinaire secret d’ingénierie. Leur structure en treillis apparemment fragile est en réalité incroyablement rigide et robuste. L'équipe de laUniversité RMIT Il a étudié en profondeur le double réseau présent dans leur squelette, découvrant non seulement une résistance impressionnante, mais aussi un comportement auxétique (la capacité de se contracter lorsqu'il est comprimé).
Quelques mots supplémentaires sur cette capacité – La plupart des matériaux deviennent plus minces lorsqu'ils sont étirés ou se dilatent lorsqu'ils sont comprimés, comme le caoutchouc. Les matériaux auxétiques font exactement le contraire. Et ce n’est pas une mince affaire : cela signifie qu’ils peuvent absorber et distribuer l’énergie d’impact de manière extrêmement efficace. Imaginez des bâtiments qui, au lieu de s’effondrer, « avalent » l’énergie d’un tremblement de terre ; Cela ressemble presque à de la science-fiction, et pourtant la nature le fait depuis des millénaires.
Il Docteur Jiaming Ma, auteur de l'étude publiée sur Structures composites en janvier dernier (je mets le lien ici), a montré qu’en combinant des treillis dans une structure similaire à celle d’une éponge de mer, le matériau choisi peut absorber plus d’énergie et résister à plus de contraintes avant de se déformer. Parlons maintenant des données, pour vous aider à mieux comprendre.
Des performances révolutionnaires
En utilisant la même quantité de matière, cette structure dite « bioinspirée » (BLS) offre une rigidité 13 fois supérieure à celle des matériaux auxétiques existants, tels que ceux utilisés dans les stents cardiaques. De plus, il absorbe 10 % d’énergie en plus et présente une plage de déformation 60 % supérieure à celle des modèles actuels. En termes simples, il peut se déformer beaucoup plus avant de commencer à se casser.
Les chercheurs ont testé cette conception BLS en imprimant en 3D un échantillon en polyuréthane thermoplastique (TPU 95A). La prochaine étape ? Produire des versions en acier à utiliser avec du béton pour tester ses performances en tant que matériau de construction. Et c’est là que la question devient vraiment intéressante pour notre avenir urbanistique.
Nous développons un matériau de construction plus durable en utilisant la combinaison unique de notre conception d’auxétiques, de rigidité et d’absorption d’énergie exceptionnelles pour réduire l’utilisation de l’acier et du béton dans la construction.
Et ce n'est pas tout. Ses caractéristiques auxétiques et d'absorption d'énergie aider à amortir les vibrations lors des tremblements de terre. À une époque où les catastrophes naturelles semblent se multiplier, cela pourrait constituer une avancée majeure.
Au-delà de la construction : un avenir polyvalent
La conception BLS pourrait également trouver une utilisation dans les équipements sportifs de protection et les produits médicaux qui doivent être légers mais durables. Les implications sont vastes ; de la protection des sportifs un créer des prothèses plus fonctionnellesLes éponges de mer pourraient révolutionner des industries entières.
Je suis fasciné par la façon dont, une fois de plus, la solution à des problèmes complexes nous vient des profondeurs de l’océan, du laboratoire silencieux de l’évolution qui fonctionne depuis des millions d’années. Les éponges de mer ne sont pas seulement des animaux primitifs, ce sont des maîtres ingénieurs qui ont perfectionné leurs structures au fil des siècles d’essais et d’erreurs.
Et nous, avec toute notre technologie et nos prétentions, nous devenons enfin assez humbles pour écouter. C’est peut-être cela le véritable progrès : ne pas inventer à partir de zéro, mais apprendre à voir ce qui a toujours été sous nos yeux. Ou non?
