Toujours plus performants et innovants, les matériaux n’en finissent pas de surprendre par l’infini des possibilités qui s’ouvre aux chercheurs. En France, c’est à St Etienne qu’élèves ingénieurs et chercheurs mettent à jour des procédés remarquables.
Matériaux haute performance, procédés d’élaboration innovants… La métallurgie est loin d’être un champ de recherche vieillissant, bien au contraire ! À Mines Saint-Étienne, élèves ingénieurs, chercheurs, physiciens et autres scientifiques développent par exemple de nouveaux alliages pouvant être utilisés dans des conditions extrêmes.
Le secteur pétrolier s’intéresse constamment aux innovations des métaux
Les alliages à forte entropie
Si les alliages sont traditionnellement constitués d’un élément chimique majeur tels que le nickel ou le fer et d’éléments secondaires, la particularité des alliages à forte entropie et d’être constitués d’au moins cinq éléments en proportions égales. Ces matériaux offrent des propriétés mécaniques bien plus grandes ainsi qu’une résistance et une plasticité accrue.
Pour exemple, la famille d’alliages A3S développée à St Etienne est un ensemble d’aciers inoxydables de nouvelle génération. Selon Anna Fraczkiewicz physicienne des matériaux à Mines Saint-Étienne et qui témoignait pour le magazine I’M Tech : « Ceux-ci présentent une structure d’agencement particulière, dans laquelle les atomes s’organisent de façon à occuper les sommets et le centre des faces d’un cube imaginaire. Cette organisation offre aux alliages A3S une capacité à se déformer sans se rompre à basse température, ainsi qu’une résistance mécanique trois fois plus grande que celle des aciers inoxydables existants ».
Applications de l’extrême
La sureté nucléaire
Les capacités exceptionnelles de ces alliages nouvelle génération offrent une utilisation dans les domaines les plus éprouvants.
Non seulement les hautes résistances aux températures extrêmes et aux radiations confèrent à ces métaux des utilisations idéales dans le domaine du nucléaire mais la science va encore plus loin désormais.
Un des risques des aciers exposés à des phénomènes particuliers tels que les attaques radioactives est la migration possible de certains éléments dans des zones de fragilisation, spécifiquement nommées les joints de grains. Désormais, la cinétique de ce phénomène est quantifiable et l’estimation de la durée de vie d’un matériau permet de garantir ces risques.
Les fonds marins
L’exploitation pétrolière est aussi une branche ou la demande en novations est permanente. Les canalisations subaquatiques de forage sont évidemment soumises à des contraintes extrêmes.
Face aux casses et aux fuites qui sont autant de désastres écologiques et économiques, les aciers inoxydables martensitiques offrent les résistances suffisantes, sous condition d’utilisations appropriées et dans un environnement maitrisé.
« Ces innovations techniques sont à la fois indispensables pour que puissent se développer les métiers de pointe mais elles viennent aussi compléter les possibilités de mise en œuvre dans l’ensemble des professions qui utilisent l’acier au quotidien, » insiste le président SETREM, Maxime Sailly.