Des chercheurs de l’UTA développent des composites imprimés en 3D inspirés de la nature

Selon l’Université du Texas à Arlington (UTA), Shiyao Lin, chercheur au Département de génie mécanique et aérospatial de la Faculté de génie, a obtenu un financement pour lancer un nouveau projet de recherche intitulé « Nouveaux composites tolérants aux dommages rendus possibles par des conceptions biomimétiques hybrides et la FA multi-matériaux ».

Le programme Research Enhancement Program (REP), administré par le Bureau du vice-président à la recherche et à l’innovation de l’UTA, offre un financement de démarrage aux chercheurs afin de leur permettre de tester de nouvelles idées et d’explorer de nouvelles orientations susceptibles de mener à des innovations futures et à des propositions plus concurrentielles pour obtenir du financement externe auprès d’organismes fédéraux et de fondations à but non lucratif.

Le Dr Lin développe des matériaux composites de nouvelle génération, tolérants aux dommages, en s’inspirant des structures présentes dans la nature, comme le bambou et les coquilles de conques (mollusques marins). Ces structures biomimétiques hybrides seront fabriquées à l’aide de l’impression 3D multi-matériaux et testées pour en évaluer la résistance et la durabilité.

Cette recherche explore la science des matériaux à travers le prisme de la nature en étudiant la façon dont les structures naturelles préviennent les dommages et résistent à la fracture. En analysant les principes physiques fondamentaux qui régissent la formation et la propagation des fissures dans ces matériaux, Lin vise à découvrir de nouvelles façons d’améliorer la ténacité des composites techniques. Le projet combine plusieurs structures biomimétiques — une approche encore peu étudiée — et validera leur efficacité par des essais en laboratoire et des modélisations numériques.

Ces conceptions pourraient donner naissance à des matériaux plus solides et plus sûrs pour le génie aérospatial, la fabrication automobile et les équipements de protection individuelle. Les applications potentielles vont des composants d’aéronefs plus résistants aux contraintes, aux pièces automobiles qui augmentent la sécurité des passagers, en passant par des armures corporelles dotées d’une absorption d’énergie avancée — un impact à la fois vaste et significatif.

La première étape consiste à créer une structure hybride inspirée du bambou et des coquilles de conques. La structure cellulaire naturelle du bambou aide à dévier les fissures, tandis que la composition en couches de la coquille de conque résiste aux fractures. À l’aide d’une imprimante 3D multi-matériaux, l’équipe de l’UTA fabriquera ces structures hybrides et mènera des tests mécaniques pour en évaluer la résistance au stress.