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Origine des alliages à mémoire de forme
2025-04-26

En 1932, le Suédois Ölander observa pour la première fois l'« effet mémoire » dans un alliage or-cadmium : après modification de la forme de l'alliage, celui-ci pouvait reprendre sa forme initiale de manière magique lorsqu'il était chauffé à une certaine température de transition. Les alliages possédant cette propriété particulière sont appelés alliages à mémoire de forme. La mise au point des alliages à mémoire de forme ne date que d'une vingtaine d'années, mais leurs applications efficaces dans divers domaines suscitent un intérêt considérable et ils sont considérés comme des « matériaux fonctionnels magiques ». En 1963, Bueler, du Naval Ordnance Laboratory des États-Unis, a découvert au cours de ses recherches que, dans une certaine plage de températures supérieures à la température ambiante, un fil d'alliage nickel-titane pouvait être chauffé pour former un ressort, puis redressé dans l'eau froide ou moulé en carré, triangle, etc. Placé ensuite dans de l'eau à plus de 40 °C, le fil d'alliage reprenait sa forme initiale de ressort. Par la suite, on a découvert que certains autres alliages présentaient des propriétés similaires. Ces alliages sont appelés alliages à mémoire de forme. Chaque alliage à mémoire de forme, composé d'éléments spécifiques dans un certain rapport pondéral, possède une température de transition ; au-dessus de cette température, l'alliage est façonné, puis refroidi en dessous de la température de transition. Si sa forme est modifiée artificiellement, puis chauffée à nouveau au-dessus de la température de transition, l'alliage reprendra automatiquement sa forme initiale obtenue au-dessus de la température de transition.
Dès la dynastie Qin en Chine, il existait des métaux à mémoire de forme, tels que les épées Qin et l'épée du roi Goujian de Yue.
En 1932, le Suédois Ölander observa pour la première fois l'« effet mémoire » dans un alliage or-cadmium : après modification de la forme de l'alliage, celui-ci pouvait reprendre sa forme initiale de manière magique lorsqu'il était chauffé à une certaine température de transition. Les alliages possédant cette propriété particulière sont appelés alliages à mémoire de forme. La mise au point des alliages à mémoire de forme ne date que d'une vingtaine d'années, mais leurs applications efficaces dans divers domaines suscitent un intérêt considérable et ils sont considérés comme des « matériaux fonctionnels magiques ».
En 1963, Bueler, du Naval Ordnance Laboratory des États-Unis, a découvert au cours de ses recherches que, dans une certaine plage de températures supérieures à la température ambiante, un fil d'alliage nickel-titane pouvait être chauffé pour former un ressort, puis redressé dans l'eau froide ou moulé en carré, triangle, etc. Placé ensuite dans de l'eau à plus de 40 °C, le fil d'alliage reprenait sa forme initiale de ressort. Par la suite, on a découvert que certains autres alliages présentaient des propriétés similaires. Ces alliages sont appelés alliages à mémoire de forme. Chaque alliage à mémoire de forme, composé d'éléments spécifiques dans un certain rapport pondéral, possède une température de transition ; au-dessus de cette température, l'alliage est façonné, puis refroidi en dessous de la température de transition. Si sa forme est modifiée artificiellement, puis chauffée à nouveau au-dessus de la température de transition, l'alliage reprendra automatiquement sa forme initiale obtenue au-dessus de la température de transition.
En 1969, l'« effet mémoire de forme » des alliages nickel-titane a été utilisé pour la première fois dans l'industrie. Un dispositif de raccordement de tuyaux différent a été utilisé. Pour connecter deux tuyaux métalliques devant être raccordés, un alliage à mémoire de forme dont la température de transition est inférieure à la température d'utilisation est sélectionné. À une température supérieure à sa température de transition, il est façonné en un court tube dont le diamètre intérieur est légèrement inférieur au diamètre extérieur du tube à raccorder (utilisé comme raccord), puis son diamètre intérieur est légèrement élargi à une température inférieure à sa température de transition. Lorsque le tuyau raccordé est placé à la température de transition du raccord, le raccord se rétracte automatiquement et serre le tuyau raccordé, formant ainsi une connexion solide et étanche. Les États-Unis ont utilisé un raccord en alliage nickel-titane dans un système hydraulique d'un certain avion de combat à réaction, sans aucun incident de fuite, de chute ou de rupture.
Le 20 juillet 1969, les astronautes américains ont laissé pour la première fois des empreintes humaines sur la Lune à bord du module lunaire Apollo 11, et ont transmis des informations entre la Lune et la Terre via une antenne hémisphérique de plusieurs mètres de diamètre. Comment cette antenne gigantesque a-t-elle été transportée sur la Lune ? Un matériau en alliage à mémoire de forme a été utilisé. Il a d'abord été façonné selon les spécifications requises à une température supérieure à sa température de transition, puis sa température a été abaissée pour le comprimer en une boule, et il a été placé dans le module lunaire pour être transporté dans l'espace. Une fois placé sur la Lune, sous l'effet du soleil, il a atteint la température de transition de l'alliage, et l'antenne a « retrouvé » son aspect initial, devenant un énorme hémisphère.
Les scientifiques ont ajouté d'autres éléments aux alliages nickel-titane et ont développé de nouveaux alliages à mémoire de forme à base de nickel-titane, tels que le cuivre-nickel-chrome, le titane-nickel-fer et le titane-nickel-chrome ; il existe également d'autres types d'alliages à mémoire de forme, tels que les alliages cuivre-nickel, les alliages cuivre-aluminium, les alliages cuivre-zinc et les alliages à base de fer (Fe-Mn-Si, Fe-Pd).
Les alliages à mémoire de forme présentent également de vastes perspectives d'application dans les domaines du génie biologique, de la médecine, de l'énergie et de l'automatisation.
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