Avec ce revêtement en élastomère, il est impossible pour la glace de tenir sur une surface. © Yevgeniy, Fotolia

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Contre les intempéries, des chercheurs inventent un spray anti-glace

ActualitéClassé sous :physique , Glace , anti-adhérent

Poteaux électriques qui s'effondrent, avions aux ailes gelées cloués au sol... Pour mettre fin à ces désagréments, des chercheurs ont inventé un revêtement en spray, en se basant uniquement de théories physiques. Et ça marche !

Les vagues de froid ont des conséquences majeures dans de nombreux secteurs économiques. Elles entraînent la rupture de canalisations, une dégradation des chaussées, l'effondrement des poteaux électriques ou des lignes de transmission, des fissures dans les bâtiments ou le gel des pales d'éoliennes. Sans parler des transports : trains bloqués et avions cloués au sol par le givre coûtent, chaque année, des millions d'euros aux exploitants.

La glace sur les lignes électriques peut aboutir à des blackout hivernaux. © Сyrustr, Fotolia

De nombreuses recherches restées insatisfaisantes

À l'heure actuelle, on utilise dans les aéroports des produits de dégivrage ou d'anti-givrage à base de glycol ou des systèmes chauffants. Des produits polluants ou énergivores dont l'action s'avère très éphémère. Depuis de nombreuses années, les chercheurs tentent de mettre au point des matériaux empêchant la glace d'adhérer. Certains se sont ainsi inspirés des feuilles de lotus ou des carapaces de scarabée pour développer des surfaces nanostructurées hydrophobes. Il y a deux ans, une équipe de l'université de Houston, menée par le professeur Hadi Ghasemi, avait inventé une « surface magnétique glissante » constituée de nanoparticules d'oxyde de fer sur laquelle les gouttes d'eau glissent au lieu de geler. Malheureusement , toutes ces tentatives n'ont pas permis jusqu'ici de parvenir à une efficacité suffisante et à un coût compétitif.

Résistant à l’abrasion, aux UV et aux attaques chimiques

Hadi Ghasemi n'a pourtant pas lâché l'affaire et pense, cette fois-ci, avoir trouvé la solution : un revêtement applicable en spray sur n'importe quelle surface et qui prévient l'adhérence de la glace pour une durée d'au moins 10 ans. Après à peine une heure de séchage, une surface résistante aux produits chimiques et obtenue, ainsi qu'aux UV (un facteur important pour l'aviation), aux chocs et à l'abrasion. « L'adhérence de la glace est 800 fois moins importante que sur de l'aluminium », avance Hadi Ghasemi, qui vient de publier ses travaux dans la revue Materials Horizons. Qui plus est, ce produit est totalement inoffensif pour l'environnement.

Lorsqu’on applique une force minimale à l’interface entre la glace et le matériau, le revêtement élastomère génère des microbulles qui fissurent la glace. © Céline Deluzarche, Futura, d’après Peyman Irajizad et al, Materials Horizons, 2019

La théorie de localisation des contraintes

Pour mettre au point ce revêtement miracle, le chercheur s'est appuyé sur une nouvelle technique appelée « localisation des contraintes », où les théories physiques permettent de prédire les propriétés d'un matériau. Il en est ici ressorti un élastomère à base de silicone. Lorsque ce dernier est appliqué sur une surface exposée au gel, il suffit d'appliquer une force minimale le long d'un champ de contrainte local (par exemple, le flux d'air sur l'aile d'un avion) pour que les liaisons électrostatiques soient détruites et qu'apparaissent des microbulles. Il se forme alors des lignes de fracture qui se propagent à l'interface glace-revêtement pour détacher la glace du matériau.

Cette théorie de localisation des contraintes offre des possibilités bien plus vastes, entrevoit déjà Hadi Ghasemi : « Il suffit de définir les propriétés que vous recherchez et l'on peut prédire quel matériau a besoin d'être synthétisé ». Ou comment en quelque sorte substituer la physique à la chimie.

  • La glace peut causer des dégâts considérables sur les infrastructures.
  • Des chercheurs ont mis mis au point un revêtement qui empêche la glace d’adhérer.
  • Applicable en spray, il sèche en une heure et offre une efficacité pendant 10 ans.
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