12 février 2013

Les cristaux, pareils aux humains


"Ce sont leurs défauts qui les rendent intéressants. "
Charles Frank

"Par cette boutade, le physicien anglais Frederick Charles Frank (1911-1998) énonçait l'importance du rôle des imperfections d'un matériau sur ses propriétés. Par exemple, la couleur des pierres précieuses est due à de très faibles quantités d'impuretés qui les distinguent d'un cristal pur. En physique des matériaux, les défauts sont des déviations par rapport à une structure idéale d'atomes régulièrement ordonnés, le cristal. Un premier type de défaut, la dislocation, est un écart local à l'empilement des atomes. Les déplacements de ces défauts de position sont à l'origine de la plasticité des matériaux et modifient leur résistance en traction, en flexion ou en compression. Cette mobilité explique la ductilité des métaux purs, utilisée dans les procédés d'emboutissage. Dans un alliage, en revanche, la mobilité des défauts est réduite ou bloquée, ce qui le rend moins déformable et plus résistant. En cas de choc, la propagation des dislocations permet à une pièce de résister à la rupture, car les déformations qu'elle induit absorbent l'énergie du choc. (..)  La fissure, séparation locale et abrupte dans la matière, est un autre type de défaut. Pour découper une plaque de verre, il suffit d'y faire une simple rayure à l'aide d'une roulette de vitrier. De même, une encoche dans une feuille de papier que l'on étire permet de la déchirer plus facilement (..)  ou une série de petits trous alignés (découper selon les pointillés !). En revanche, placer un trou à l'extrémité d'une fissure peut empêcher sa propagation, car, en répartissant les contraintes, il limite l'extension de celle-ci. Faire des trous ne fragilise donc pas toujours le matériau et lui permet parfois de mieux résister à la fracture tout en l'allégeant. Une roche poreuse est ainsi moins fragile qu'un morceau de verre qui a quasiment la même composition chimique. Pour moduler les propriétés d'un matériau, ce sont bel et bien ses défauts qui sont intéressants. " (R.Lehoucq. Les cristaux sont comme les humains.)

 
Lu dans:
Roland Lehoucq. Les cristaux sont comme les humains. Le Monde 9 février 2013. Cahier Science&Techno. p1.
Exposition Ruptures. Palais de la Découverte. Paris. A partir du 12 février 2013.

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