RECHERCHE

14 fév
14/fév/2017

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MATEIS à l’honneur dans la revue Nature Communications !

Dans le cadre d’une collaboration avec deux universités anglaises de renom (Imperial College London et Queen Mary University London), Sylvain Meille et Jérôme Chevalier, chercheurs au laboratoire MATEIS, ont participé à la mise au point de nouvelles céramiques plus résistantes et permettant un autodiagnostic. Ces travaux font l’objet d’une publication dans la revue Nature Communications.

Entretien avec Sylvain Meille.

Que représente pour vous une publication dans Nature Communications ?
Nature Communications est un journal affilié au célèbre journal Nature et lorsque nous sommes publiés dans ces pages, nous bénéficions d’une belle visibilité. C’est rare et on est très content ! D’autant plus que cet article est en open-access et peut être consulté par tout le monde.

Sur quoi porte cet article ?
Il illustre une belle collaboration européenne entre le laboratoire MATEIS de l’INSA Lyon et deux universités anglaises prestigieuses. En effet, nous avons reçu dans notre laboratoire un doctorant, Claudio Ferraro, recruté dans le projet européen Biobone (réseau Marie Curie). La particularité de ce réseau est de nous amener à choisir un doctorant non originaire du pays dans lequel il effectue sa thèse. Claudio est napolitain, il a effectué sa thèse à l’ Imperial College London. Au cours de sa thèse, il a passé 6 mois au laboratoire MATEIS au cours desquels nous avons travaillé ensemble. Avec Jérôme Chevalier, directeur du laboratoire MATEIS, nous avons participé à la mise au point de nouvelles céramiques multifonctionnelles. Plus précisément, nous avons participé à la caractérisation mécanique de nouveaux matériaux bio-inspirés. C’est l’objet de la publication.

Qu’avez-vous concrètement découvert ?
Un matériau qui conduit bien l’électricité et qui est très résistant mécaniquement. En somme, une combinaison de propriétés originale ! Grâce à une microstructure composite, ce matériau possède un réseau interconnecté de graphène avec une matrice en verre d’oxycarbure de silicium. On a découvert qu’il présentait une conductivité électrique très supérieure à d’autres composites céramiques suite à la présence du réseau interconnecté de carbone.

En terme d’application, cela offre la possibilité d’autodiagnostic d’une structure. Je schématise : si mon matériau est sain, il est conducteur d’électricité. S’il est défectueux, je peux le savoir parce qu’il sera moins conducteur.

Dans un même temps, les interfaces entre le graphène et la matrice permettent également un effet de renforcement mécanique en déviant les fissures, évitant ainsi une rupture fragile et brutale, comme il a été observé sur la nacre des coquillages. Etudier ce qui se passe dans le vivant et s’en inspirer pour fabriquer des matériaux innovants, c’est ce qu’on appelle la bio-inspiration.

Pour en savoir plus :

Réseau de graphène avant imprégnation par la matrice, barre d’échelle 100 µm

Illustration de la déviation de fissures aux interfaces, barre d’échelle 50 µm (image d) et 2 µm (f)

Atelier AIR BIG pour Bio-Inspiration Group
Les recherches présentées dans Nature Communications par l’équipe de MATEIS s’intègrent dans la stratégie de la Bio-inspiration. Par Bio-inspiration, les chercheurs cherchent à comprendre et imiter certains processus que l’on retrouve dans la nature pour réaliser des nouveaux matériaux ou des technologies plus performantes. Ceci ne date pas d’hier, et Léonard de Vinci était sans le dire un des précurseurs !
Aujourd’hui, grâce à des technologies d’observation toujours plus fines, des modèles de comportement (du vivant et des matériaux) mieux compris et grâce aux procédés avancées de fabrication qui s’inspirent eux même parfois de processus naturels, les chercheurs sont de plus en plus capables de mimer les structures du vivant. C’est un des centres d’intérêt de l’Atelier de Recherche (AIR) BIG (pour Bio-Inspiration Group) à l’INSA, qui regroupe des chercheurs en sciences de l’ingénieur, du vivant et en sciences humaines. Les sujets traités vont de la nacre comme source d’inspiration de matériaux ultra-résistants, à la cuticule des insectes pour créer de nouvelles surfaces ou encore de réflexions sur la ville biomimétique.

Plus d’information sur l’AIR BIG : https://www.insa-lyon.fr/fr/air-big-bio-inspiration-group