L'objectif, c'est de nous présenter son domaine de recherche.
La contrainte, c'est le temps, 4 minutes pas plus.
Et aujourd'hui c'est Nicolas Taccoen, bonjour Nicolas.
- Bonjour
- Vous êtes ingénieur de recherche chez Saint-Gobin,
bienvenue à La Recherche montre en main, c'est à vous.
- Merci
Alors je vais vous parler d'un matériau qui
s'appelle le verre feuilleté.
C'est un matériau très courant puisqu'on
en trouve partout, on l'appelle plus souvent
le verre de sécurité.
Par exemple les pare-brises de voitures sont
du verre feuilleté, on le trouve aussi dans
les fenêtres des tours de bureaux, les balustrades
en verre, et aussi par exemple les vitres
de la pyramide du Louvre sont en verre feuilleté.
C'est un matériau composite qui est constitué
de deux feuilles de verre de quelque millimètres
d'épaisseur qui enserrent un feuille de plastique
sur laquelle elles sont collées.
On a donc une structure de sandwich, avec
trois épaisseurs.
L'objectif de faire une telle structure est
double.
La première raison est une raison historique,
puisque ce matériau a été inventé il y a
une centaine d'années, le principe de feuilleté
du verre.
Le premier but c'était d'éviter la projection
d'éclats de verre tranchants lorsqu'on a
un impact sur une vitre, notamment pour les
pare-brises de voiture.
C'est dans ce domaine-là que ça a été
mis en place pour la première fois.
On a besoin premièrement d'avoir une bonne
adhésion entre le plastique que l'on choisi
et le verre.
Le deuxième but de faire un assemblage comme
celui-là, c'est lors de l'impact d'un projectile.
Par exemple un pierre sur une fenêtre, ou
alors un projectile sur un pare-brise de voiture.
Le rôle de la feuille de plastique c'est
de se déformer et d'absorber le choc pour
ensuite arrêter le projectile et éviter
qu'il traverse la fenêtre ou le pare-brise.
Le verre feuilleté est un matériau qui est
très complexe, composite qui associe deux
types de matériaux qui sont très différents.
On a d'une part le verre qui est très rigide,
mais aussi fragile.
Comme disait Yves Bréchet tout à l'heure,
c'est un matériau qui va être rigide mais
qui ne sera pas très résistant à la propagation
d'une fracture.
Quand une fracture se propage dans le verre,
le verre est détruit, explose.
Et de l'autre côté on a ce plastique, qui
est un polymère, beaucoup plus mou et déformable.
Donc le rôle du plastique va être de dissiper
l'énergie lorsqu'on a un choc.
Juste un petit aparté pour expliquer ce que
j'entends par la dissiper l'énergie, pour
un matériau, qu'est-ce que ça signifie.
Par exemple quand on parle de chaleur, on
comprend bien de quoi il s'agit.
Quelque chose qui dissipe la chaleur, c'est
quelque chose qui va perdre de l'énergie
thermique.
Dans le cas de la mécanique c'est un peu
la même chose.
Si je prends un morceau de caoutchouc, un
élastique, et que je tire dessus, je vais
devoir exercer une force et l'allonger.
Je vais donc fournir une énergie mécanique
pour l'allonger.
Maintenant si j'arrête d'exercer cette force
sur l'élastique, il va revenir à sa longueur
initiale tout en tirant sur mes bras.
D'une certaine manière il va me rendre l'énergie
mécanique que je lui ai fournie, donc on
a un comportement réversible, que l'on appelle
comportement élastique.
C'est pour ça qu'on appelle un élastique
un élastique.
- CQFD
- Par contre dans le cas du polymère du verre
feuilleté, c'est pas ce comportement-là
que l'on va chercher.
Si je fais la même expérience avec ce polymère
et que je tire dessus, et que je le relâche,
il ne va pas revenir à sa forme initiale
et il ne va presque pas exercer de force sur
mes bras.
Donc il ne va pas me rendre mon énergie mécanique
que je lui ai fournie, par contre il va la
dissiper.
C'est donc une énergie qui va être perdue.
Ce type de comportement irréversible on l'appelle
un comportement plastique.
C'est ce type de comportement que l'on recherche
dans un verre feuilleté.
On le voit très bien quand on fait les tests
industriels chez Saint-Gobin.
Ce sont des test qui reproduisent les normes
européennes de sécurité des verres feuilletés.
On voit très bien que le projectile est arrêté,
et l'énergie cinétique du projectile est
complètement absorbée lorsque le verre se
casse et que le plastique se déforme.
Donc dans ce matériau, lors d'un choc, il
y a une interaction complexe entre la manière
dont le verre se casse, les propriétés de
la feuille de plastique, sa capacité à dissiper
l'énergie, comment est-ce qu'il colle au
verre, est-ce qu'il va se déchirer, etc.
C'est ce qu'on cherche à mieux comprendre
dans le travail de recherche que je fais.
C'est un problème qui est très appliqué,
car Saint-Gobin produit des millions de mètres
carrés de ce verre feuilleté chaque année.
On cherche en permanence à améliorer les
capacités du produit.
On va vouloir améliorer sa durabilité, puisque
comme disait Yves Bréchet, c'est important
quand on en vend des millions de mètres carrés.
On va aussi essayer de l'affiner, pour diminuer
les coûts de production, tout en gardant
une même performance.
Il y a aussi des répercussions dans l'application
car un pare-brise plus léger donne une voiture
plus légère, donc une consommation de carburant
moindre.
Pour arriver à cela on a vraiment besoin
de comprendre finement des propriétés de
matériaux qui sont assez fondamentales et
qui ne sont pas toutes résolues, encore.
Même si c'est un matériau qui existe depuis
longtemps, on a encore des questions, par
exemple sur l'adhésion entre le verre et
le polymère, c'est un problème très compliqué.
Il y a encore des questions qui se posent
là-dessus.
On fait de la recherche là-dessus chez Saint-Gobin,
et on collabore avec des labos de recherche
académiques.
Notamment il y a une thèse qui va être soutenue
bientôt par Paul Elzière sur ce sujet.
Je lui souhaite bon courage d'ailleurs.
