A-t-on créé l`alliage or-titane de l`armure d`Iron Man - Futura

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Le29/07/2016à11:36LaurentSacco,Futura-Sciences
A-t-oncréél'alliageor-titanedel'armured'IronMan?
Laréalitéestsouventendessousdesrêvesdelascience-fiction,maisellelarattrapeparfois.Unnouvel
alliageàbased'oretdetitane,commeceluidel'armured'IronMandanslepremierfilméponyme,s'est
révéléquatrefoisplusdurqueletitane,pourtantdéjàutilisécommeblindage.
Unblocde87gdetitaned'environ2,5x4cm,obtenuselonleprocédévanArkel-deBoer.Enalliageavec
del'or,lematériauauneduretééquivalente,voirebiensupérieurequandleréseaucristallinadopteune
configurationdifférente,obtenueparhasardpardeschercheurs.©ccbysa3.0,images-of-elements.com
Lesgeeksfansd’IronMan devraient adorer la découverte de chercheurs de laRice University, aux États-Unis. Le
réacteur ARC, qui semble exploiter lafusion froide avec dupalladium et fournit une forme d’énergie à l’armure du
vengeur doré, reste du domaine de la science-fiction mais le mystérieuxmétal dont elle est constituée semble
aujourd'huiplusprèsdelaréalité.
Dans le premier film consacré à la saga du super-héros de Marvel, Robert Downey Jr, alias Tony Stark, fait
fabriquer la troisième version de son armure à partir d’un alliage detitane et d’or. À en voir les performances, ce
matériau doit être d’unedureté extrême et d'unerésistance mécanique qui l'est tout autant. Letitane lui-même
est déjà un métal largement utilisé comme blindage dans l’industrie militaire, justement du fait de ses propriétés
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mécaniquesetdesarésistanceàlacorrosionetaufeu.OnletrouvemêmedansdesélémentsdumoteurVulcain
d’Ariane5.
Desextraitsd'IronManmontrantl'incroyablerésistancedel'armure,censémentàbasedetitaneetd'or.La
réalitéaunpeurattrapélafiction.©Gagtiger,Y ouTube
Unalliagedécouvertparhasardlorsd'analysesparcristallographie
On ne peut pas en dire autant de l’or, loin de là. L’idée d'un tel alliage pour obtenir ce qu'ingénieurs de
l'aérospatiale et amateurs de science-fiction appellent ununobtainium (matériau aux propriétés impossibles)
pouvaitparaîtrefolklorique,uniquementmotivéepourcolleràl’aspectd'IronMan.
Et pourtant, le travail des chercheurs états-uniens publié dansScience décrit bien un nouvel alliage de titane et
d’or presque quatre fois plus dur que le titane ! Certes, la dureté, au sensphysique du terme, n'est que la
propriétéd’unmétalàrésisteràlapénétrationd’unpoinçon.Elleneprésageenriendesaténacité,c'est-à-diresa
résistanceàlatraction.Maislerésultatesttoutdemêmespectaculaire.
La découverte de ce nouvel alliage relève de la sérendipité, comme l’explique la physicienne Emilia Morosan. Avec
des collègues, elle étudiait un alliage composé à parts égales d’or et de titane parce qu’il était magnétique alors
que ces deux métaux ne le sont pas. Comme bien des physiciens de lamatière condensée, ces chercheurs
voulaient étudier la structure cristalline du matériau qu’ils avaient synthétisé en le réduisant en poudre pour une
analyse pardiffraction derayons X. Cela s’est avéré impossible avec les moyens classiques. Intrigués, les
physiciensontvouludéterminerexactementsadureté...quis’estrévéléeétonnammentélevée.
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UneintroductionàlacristallographieauxrayonsX.©TheRoy alInstitution,Y ouTube
Unboncandidatpourdesimplants
Cherchantuneexplication,ilsontfinalementdécouvertquel'alliagefinalcomprenaitenfaittroispartsdetitaneet
une part d’or, et qu'il était donc de formule Ti 3Au. Mais pas n’importe lequel car il en existe deux formes qui
diffèrent par l’organisation desatomes dans leréseau cristallin. C’est un exemple de « polymorphisme », c’est-àdire la faculté d'un matériau de cristalliser en des structures différentes selon les conditions ambiantes. En
l’occurrence,l’alliageTi3Au en phase alpha est déjà connu et est aussi dur ou presque que le titane. Mais ici, les
chercheurs avaient involontairement produit la phase bêta. Cette forme provient de la voie de synthèse choisie,
effectuéeàhautetempérature,contrairementàcellequiaboutitàlaphasealpha.
Toutcommeletitane,lesalliagesdecemétalavecl’orsontégalementdesmatériauxbiocompatiblesquel’onpeut
utiliser pour desimplants, par exemple dentaires, du fait de leur résistance. Il s’est avéré que, là aussi, le nouvel
alliageétaitsupérieur.
Àdécouvrirenvidéoautourdecesujet:
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