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Les matériaux métalliques étant sujets à la corrosion, ils sont souvent protégés par une couche de passivation appelée couche galvanique. Mais dès qu’une rayure apparaît, la couche ne protège plus le métal. Des chercheurs de l’Institut Fraunhofer de techniques de production et d’automatisation (IPA) à Stuttgart et de l’Université de Duisburg-Essen (UDE) ont développé récemment une méthode pour rendre les couches galvaniques "autoguérissantes" en intégrant des nanocapsules intégrées à leur surface. En cas de dommage, un liquide est libéré qui répare la rayure.

Reconstituer une couche protectrice

Contrairement à la peau, les métaux ne sont pas autoguérissants. Si la couche protectrice en surface est rompue localement, le métal est corrodé. Les chercheurs allemands ont tenté de trouver une solution à cela en utilisant des nanocapsules contenant un liquide, réparties de façon régulière sur la surface de la couche protectrice du métal. Ces nanocapsules ont un diamètre de quelques centaines de nanomètres, soit un ordre de grandeur inférieur à ce qui existait jusqu’à présent.

Le défi : préserver les nanocapsules

Jusque-là, les capsules intégrées à la couche de passivation avaient une taille de 10 à 15 micromètres pour une surface protectrice d’une épaisseur de 10 micromètres, ce qui avait pour effet de changer les propriétés de la couche. Aujourd’hui, le défi consiste plutôt à ne pas détruire ces nanocapsules lors de la fabrication. D’après le Dr. Martin Metzner, directeur de département à l’lPA, "plus les capsules sont petites, plus leur enveloppe est fine et sensible. Les électrolytes utilisés pour ces procédés galvano-techniques étant assez agressifs, ils peuvent facilement détruire les capsules". Les chercheurs doivent donc définir le matériau de l’enveloppe de la capsule et celui de l’électrolyte en fonction l’un de l’autre.

Protection ou lubrification

En outre, de telles couches peuvent être utilisées dans des roulements mécaniques d’une manière légèrement différente. Les matériaux ayant un revêtement galvanique, on peut donc intégrer les capsules à ces couches. Si le lubrifiant vient à manquer, une partie du revêtement est érodé et les capsules se trouvant à la surface éclatent et libèrent du lubrifiant. Le roulement n’est ainsi pas abîmé en cas de manque temporaire/passager de lubrifiant.

Les chercheurs ont réalisé des premières couches de l’ordre du centimètre destinés au cuivre, au nickel ou au zinc. Avant que des composants entiers puissent recevoir un tel revêtement, un à deux ans de recherche sont encore nécessaires. Des systèmes de plus en plus complexes verront le jour. Les capsules pourront par exemple contenir des liquides réagissant entre eux tels des agents adhésifs.

Source : Agence pour la diffusion de l’information technologique (Adit)