Depuis que les motos existent, les ingénieurs jouent au même jeu. Ils veulent que les vélos soient plus légers, plus solides et plus résistants, mais la physique exige généralement un compromis à un moment donné. L’acier est solide mais lourd. L’aluminium est léger mais ne supporte pas beaucoup d’abus. Le titane est fantastique jusqu’à ce que quelqu’un doive examiner le budget de fabrication. Chaque cadre, bras oscillant, roue et carter de moteur sur la route aujourd’hui est le résultat de la décision des ingénieurs de décider quel compromis fait le moins mal.
C’est pourquoi un nouveau matériau venant d’Australie incite les gens à lancer des expressions telles que « superalliage ». Des chercheurs de l’Université Monash ont récemment développé ce qu’ils appellent le premier « alliage réfractaire à haute entropie » à grande échelle au monde, ou RHEA. Les gros titres mettent l’accent sur le fait qu’il serait deux fois plus résistant que l’acier et trois fois plus résistant que l’aluminium. Ce sont des chiffres impressionnants, mais ils n’expliquent pas vraiment pourquoi les scientifiques des matériaux sont enthousiasmés. La véritable histoire se déroule au niveau atomique, et c’est bien plus étrange que de simplement mélanger des métaux plus forts.
La plupart des alliages que nous utilisons aujourd’hui suivent une recette assez familière. L’acier est principalement composé de fer avec quelques ingrédients supplémentaires ajoutés pour améliorer ses caractéristiques spécifiques. Les alliages d’aluminium fonctionnent de la même manière. Les alliages de titane aussi. Il y a généralement un métal dominant qui fait la majeure partie du travail tandis que de plus petites quantités d’autres éléments modifient la résistance, la résistance à la corrosion, la tolérance à la chaleur ou la durabilité. Les métallurgistes ont passé des décennies à peaufiner ces recettes et ils sont devenus très bons dans ce domaine.
Le problème est que les alliages traditionnels deviennent généralement plus solides en rendant plus difficile le déplacement des atomes. De minuscules défauts, joints de grains et obstacles microscopiques sont délibérément introduits pour empêcher le métal de se déformer sous la charge. Cela fonctionne, mais cela crée souvent un équilibre entre force et endurance. Poussez trop loin dans une direction et le matériau peut devenir cassant. C’est génial si vous fabriquez un foret. C’est moins génial si vous construisez une roue de moto qui vient de trouver un nid-de-poule de la taille du Nebraska.
Ce nouvel alliage adopte une approche différente. Au lieu d’avoir un ingrédient principal, il combine du titane, du hafnium, du tantale, du niobium et du zirconium dans des proportions à peu près égales. Cela crée ce que l’on appelle un alliage à haute entropie, dans lequel les atomes sont disposés d’une manière beaucoup plus complexe que les métaux conventionnels. Pensez-y comme au remplacement d’un parking bien organisé par un chaos complet, sauf que le chaos rend tout plus fort d’une manière ou d’une autre.
Mais la percée ne réside pas seulement dans les ingrédients. Selon les chercheurs, un processus de fabrication plus lent et à plus basse température a permis aux atomes de s’organiser en une nanostructure hautement ordonnée présentant remarquablement peu de défauts. C’est ce qui retient l’attention des scientifiques. Plutôt que de s’appuyer principalement sur des défauts et des barrières pour atteindre sa résistance, le matériau tire certaines de ses propriétés de son architecture sous-jacente. En termes simples, il s’agit moins de ce qu’il y a dans le métal que de la façon dont les atomes s’organisent une fois qu’ils y sont.
Pour les sports motorisés, c’est là que l’imagination commence à se déchaîner. Cadres de motos plus légers. Roues de vélo d’aventure plus solides. Composants de suspension UTV plus résistants. Boîtiers de batterie pour motos électriques qui nécessitent moins de matériel pour faire le même travail. L’alliage contient des éléments coûteux, donc personne ne devrait s’attendre à le voir sur le double sport d’entrée de gamme de l’année prochaine. Mais si le processus de fabrication s’avère évolutif, la plus grande découverte pourrait ne pas être du tout cet alliage spécifique.
Cela pourrait signifier que l’on se rend compte que la prochaine génération de matériaux ne viendra pas de la découverte de nouveaux ingrédients. Ils viendront de l’enseignement aux atomes de manières entièrement nouvelles de s’organiser. C’est une affaire bien plus importante qu’un autre métal fort.