Cette image montre à quoi pourrait ressembler un alliage métallique lorsqu'il se solidifie, en utilisant un mélange organique transparent comme substitut aux métaux. Les rayons X nous permettent d'observer le processus de moulage, mais idéalement, les chercheurs devraient examiner le processus sous un éclairage normal. Malheureusement, les métaux ne sont pas transparents. Crédit :E-USOC
Les astronautes de la Station spatiale internationale ont commencé à mener une expérience qui pourrait apporter un nouvel éclairage sur la formation des alliages métalliques.
Comment l'humanité a maîtrisé la métallurgie est synonyme de progrès, avec des historiens étiquetant des périodes telles que l'âge du bronze et l'âge du fer.
La plupart des métaux utilisés aujourd'hui sont des mélanges - des alliages - de différents métaux, combinant des propriétés pour fabriquer des matériaux plus légers et plus résistants.
Comme faire un gâteau, le résultat ne dépend pas seulement de l'ajout des bons ingrédients :la coulée est influencée par les températures du four et le processus de refroidissement. Certains métaux sont même coulés dans des centrifugeuses à hypergravité à la recherche de l'alliage parfait.
Les alliages sont partout maintenant, du smartphone dans votre poche à l'avion. Faire plus léger, résistant, les alliages autocicatrisants voire souples profitent bien évidemment à l'industrie comme aux consommateurs.
Résoudre le problème de la transparence
Il n'est pas étonnant que nous aimerions scruter le fonctionnement interne de la fonte des métaux pour voir ce qui se passe de nos propres yeux. Idéalement, nous devrions observer le processus sans que la gravité ajoute sa couche supplémentaire de complexité. Le problème, bien sûr, est que les métaux ne sont pas transparents.
L'ESA mène des expériences de rayons X sur des fusées suborbitales mais celles-ci sont limitées à 13 minutes d'apesanteur à la fois et les rayons X ne révèlent pas tout.
Le four d'alliage transparent exécute un premier lot de mélanges succinonitrile, D-camphre et néopentyl glycol, contenus à l'intérieur d'une cartouche à paroi de verre à un rythme atrocement lent :ils mettent plus de deux jours pour parcourir 1 mm, mais l'expérience se déroule toute seule pendant plusieurs semaines. L'objectif est de jeter un nouvel éclairage sur la formation des alliages métalliques. Crédit :E-USOC
Au lieu, les chercheurs ont examiné un substitut pour les métaux et ont trouvé des matériaux organiques, soigneusement choisi pour être transparent tout en se solidifiant comme un métal.
Un premier lot de mélanges est arrivé à la Station spatiale le 18 décembre :succinonitrile, Le D-camphre et le néopentyl glycol ont été livrés par un vaisseau spatial Dragon à l'intérieur d'une cartouche à paroi de verre avec un grille-pain miniature. Ce four Bridgman est similaire à un four à bande transporteuse que l'on trouve dans les usines ou les fast-foods. Les cartouches traversent l'élément chauffant à un rythme affreusement lent :il leur faut plus de deux jours pour parcourir 1 mm, mais l'expérience se déroulera toute seule pendant plusieurs semaines.
Faire fondre du plastique
Un astronaute a installé le four en alliage transparent à l'intérieur de la boîte à gants autonome de l'ESA pour plus de sécurité et a inséré la première cartouche.
Un disque dur enregistre la vue microscopique de deux caméras vidéo, tandis que les opérateurs du centre de contrôle espagnol à Madrid peuvent mettre en évidence différentes fonctionnalités à l'aide d'un ensemble de lumières colorées.
Ces expériences sur des phénomènes fondamentaux permettent aux scientifiques de comprendre puis de contrôler les processus. Qui sait quels métaux étonnants pourraient être créés ? Le prochain âge du métal pourrait bien être quelque chose que nous ne pouvons pas imaginer pour le moment.
Pendant que les mélanges passent dans le four, un disque dur enregistre la vue microscopique de deux caméras vidéo, tandis que les opérateurs du centre de contrôle espagnol à Madrid peuvent mettre en évidence différentes fonctionnalités à l'aide d'un ensemble de lumières colorées. Crédit :E-USOC
