Assemblages Innovants Sans Colle pour Bois et Métal
Imaginez un monde où l'on pourrait assembler le bois et le métal sans aucune goutte de colle. C'est le défi relevé par une équipe de chercheurs autrichiens de l'Université Technique de Graz (TU Graz) qui ont développé deux techniques révolutionnaires d'assemblage sans adhésif.
L'impression 3D au service des liaisons durables
La première méthode mise au point, baptisée "Addjoining", consiste à imprimer directement en 3D des matériaux comme les plastiques ou les métaux sur du bois brut. Grâce à une pénétration profonde au cœur des pores du bois, une liaison extrêmement solide se forme, comparable aux meilleurs adhésifs industriels.
Après la rupture, on a retrouvé du polymère dans les pores du bois et des fibres de bois brisées dans le polymère, ce qui suggère une fracture au sein même des deux matériaux et non à leur jonction.
- Gean Marcatto, postdoctorant à l'Institut des Sciences des Matériaux de TU Graz
Cette impression 3D au cœur de la matière offre une multitude de possibilités en termes de géométries et de designs complexes, tout en éliminant le recours aux produits chimiques. L'Institut explore actuellement des pistes pour augmenter encore la force des liaisons, comme la gravure laser préalable du bois pour agrandir ses pores.
Souder par les vibrations
La seconde approche novatrice développée par TU Graz est la "Soudure par Ultrasons" ou "Ultrasonic Joining". Ici, un instrument appelé sonotrode envoie des ondes sonores à haute fréquence et basse amplitude à travers la jonction bois-métal. Les micro-vibrations génèrent alors suffisamment de chaleur par friction pour fusionner localement les deux matériaux.
Cette technique est particulièrement adaptée aux composants de grande taille et aux structures 2D puisque l'on obtient un point de soudure très précisément localisé.
- Awais Awan, co-auteur de l'étude
Ces deux procédés innovants se positionnent comme des alternatives écologiques et efficaces aux colles et adhésifs traditionnels, dont la fabrication et la fin de vie posent souvent problème. L'équipe de TU Graz entrevoit de nombreuses applications potentielles:
- Fabrication de meubles
- Industrie automobile
- Construction aéronautique
Vers une nouvelle ère d'assemblages responsables
Si les colles industrielles remplissent aujourd'hui très bien leur rôle de liaison, leur impact environnemental soulève de plus en plus d'inquiétudes. Issues pour beaucoup de dérivés du pétrole, elles consomment des ressources précieuses, peuvent relâcher des polluants durant leur fabrication et contaminent les sols et les eaux en fin de vie.
Face à ces enjeux, trouver des modes d'assemblages propres et durables devient crucial. Bien sûr, l'industrie avance aussi sur le chemin des adhésifs verts, à base de plantes ou biodégradables. Mais les travaux pionniers de TU Graz ouvrent une voie radicalement différente: celle d'un assemblage sans substance ajoutée, par fusion directe des matériaux.
Fini les soucis de recyclage ou de pollution: avec "l'Addjoining" et la "Soudure par Ultrasons", seule la matière compte. Les chercheurs planchent maintenant sur l'optimisation et l'industrialisation de ces techniques novatrices. Nul doute qu'elles feront prochainement leur entrée dans de multiples secteurs, annonçant peut-être une nouvelle ère d'assemblages éco-conçus.
Une petite révolution est en marche dans le monde discret mais essentiel des techniques d'assemblage. Et cette fois, c'est la Nature qui pourrait bien nous remercier.
