Qu'est-ce qu'un alliage à mémoire de forme ?

　　Les alliages à mémoire de forme sont des alliages capables de récupérer automatiquement leur forme originale à une température spécifique après une déformation plastique.

　　Outre leur fonction unique de mémoire de forme, les alliages à mémoire de forme présentent des caractéristiques exceptionnelles telles qu'une résistance à l'usure, une résistance à la corrosion, un amortissement élevé et une superélasticité. Le taux d'élongation est supérieur à 20 %. La durée de vie en fatigue atteint 107 cycles, les caractéristiques d'amortissement sont 10 fois supérieures à celles des ressorts classiques, et sa résistance à la corrosion est supérieure à celle de l'acier inoxydable médical actuellement le meilleur. Il peut donc répondre aux besoins des applications techniques et médicales, et constitue un matériau fonctionnel très performant.

　　Production de fils d'alliage à mémoire de forme de haute qualité pouvant être utilisés dans les branches de lunettes, les soutiens-gorge pour femmes, les antennes de téléphones portables, les dispositifs intra-utérins pour femmes, les fils orthodontiques, les instruments de mesure, etc.

　　En 1963, le laboratoire de recherche en armement de la marine américaine avait besoin de fils d'alliage de nickel-titane pour une expérience ; les fils d'alliage qu'ils ont reçus étaient tous courbés. Pour faciliter leur utilisation, ils ont redressé un à un ces fils fins et courbés avant de les utiliser.

　　Au cours d'expériences ultérieures, un phénomène étrange est apparu : lorsque la température atteignait une certaine valeur, ces fils d'alliage, qui avaient été redressés, retrouvaient soudainement et comme par magie leur forme initiale courbée, sans aucune différence avec leur forme d'origine. De nombreuses expériences répétées ont donné les mêmes résultats : les fils d'alliage redressés, une fois qu'ils atteignaient une certaine température, reprenaient immédiatement leur forme initiale courbée.

　　C'est comme si, auparavant, « gelés » et privés de sensation, ils avaient été modifiés par les gens, et lorsque la température augmentait jusqu'à une certaine valeur, ils « se réveillaient » soudainement et « se souvenaient » de leur apparence d'origine, et donc, quoi qu'il arrive, ils retrouvaient leur « apparence originale ».

　　La structure cristalline de l'alliage nickel-titane est différente au-dessus et en dessous de 40 °C, mais lorsque la température varie autour de 40 °C, l'alliage se contracte ou se dilate, ce qui modifie sa forme. Ici, 40 °C est la « température de transformation » de l'alliage à mémoire de forme nickel-titane. Chaque alliage a sa propre température de transformation.

　　Les alliages à mémoire de forme sont utilisés dans les raccords de tuyauterie et le contrôle automatique. Des manchons en alliage à mémoire de forme peuvent remplacer le soudage. La méthode consiste à dilater complètement l'extrémité du tube d'environ 4 % à basse température, puis à les assembler lors du montage. Une fois chauffé, le manchon se contracte et reprend sa forme d'origine, formant ainsi un raccord étanche.

　　Le système hydraulique des avions de la marine américaine utilise 100 000 de ces raccords, et aucun cas de fuite ou de dommage n'a été signalé depuis des années. Pour les dommages aux conduites des navires et des champs pétrolifères sous-marins, la réparation avec des accessoires en alliage à mémoire de forme est très pratique. Dans certains endroits difficiles d'accès, des goujons en alliage à mémoire de forme sont utilisés. Ils sont insérés dans le trou et chauffés, et leur extrémité se replie automatiquement pour former un assemblage unilatéral.

　　Les alliages à mémoire de forme sont particulièrement adaptés au contrôle thermique et à la régulation automatique de la température. Des bras à ouverture et fermeture automatique à température ambiante ont été fabriqués, capables d'ouvrir les fenêtres d'aération pendant la journée sous l'effet du soleil et de les fermer automatiquement la nuit lorsque la température ambiante baisse.

　　Il existe également de nombreux projets de conception de machines thermiques à alliage à mémoire de forme. Elles peuvent toutes fonctionner entre deux milieux à faible différence de température, ouvrant ainsi de nouvelles voies pour l'utilisation de l'eau de refroidissement industrielle, de la chaleur résiduelle des réacteurs nucléaires, de la différence de température océanique et de l'énergie solaire. Le problème actuel est le faible rendement, qui n'est que de 4 % à 6 %, et qui nécessite des améliorations.

　　L'application des alliages à mémoire de forme en médecine est également très prometteuse.

　　Par exemple, les plaques osseuses utilisées pour la réparation osseuse peuvent non seulement fixer les deux segments d'os fracturés, mais aussi exercer une force de compression lors de la restauration de leur forme d'origine, forçant ainsi la consolidation des os fracturés. Les fils orthodontiques, les clips pour le traitement des anévrismes cérébraux et de la vasectomie, les plaques de redressement de la colonne vertébrale, etc., sont tous activés par la température corporelle après leur implantation dans le corps. Le filtre à caillots sanguins est également un nouveau produit en alliage à mémoire de forme. Une fois implanté dans une veine, le filtre redressé reprendra progressivement sa forme de réseau, empêchant ainsi 95 % des caillots sanguins d'atteindre le cœur et les poumons.

　　Le cœur artificiel est un organe plus complexe. Associées à un ventricule en membrane élastique, les fibres musculaires en alliage à mémoire de forme peuvent imiter le mouvement de contraction du ventricule. Le pompage de l'eau a déjà été réussi. Étant donné que l'alliage à mémoire de forme est un « alliage vivant », l'utilisation de ses changements de forme à une température donnée permet de concevoir divers dispositifs de contrôle automatique, et ses applications ne cessent de s'étendre.