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Bonjour,

Le Kevlar (et ses dérivés) est certainement le matériau le plus utilisé du domaine de l'armement. Il est résistant, souple, malléable et ne coûte pas extrêmement cher. On le retrouve partout, dans les gilets pare-balles évidemment, mais aussi dans les casques, les tenues spatiales ou encore les ponts suspendus. Et, une fois n'est pas coutume, on doit cette invention à une femme : 

 En 1948, l'entreprise DuPont (de Nemours), qui a notamment déjà breveté le nylon, cherche des chimistes, afin de développer des nouveaux matériaux (à l'époque, certaines sociétés étaient entièrement tournées vers la création de matériaux innovants).  Stéphanie Louise Kwolek, née le 31 juillet 1923 à New Kensington, en Pennsylvanie, se destine à une carrière médicale. Afin de payer lesdites études, et dotée d'un diplôme de chimie du Margaret Morrison Carnegie College, elle se met en quête d'un travail de chimiste pour un durée de quelques mois, le temps de gagner un peu d'argent. Lors de l'entretien d'embauche, la société DuPont lui indique qu'elle recevra une réponse "plus tard", mais Stéphanie Kwolek insiste : elle a besoin de ce travail immédiatement. 

  Aussitôt embauchée, elle traverse plusieurs services, et abandonne ses idées de médecine, avant de se retrouver en 1964 au "laboratoire de recherches du département textile" de sa société. Les chimistes de ce laboratoire étaient chargés de composer de nouveaux polymères, en mélangeant des espèces chimiques simples pour former des chaînes de molécules plus complexes. On faisait ensuite fondre le résultat avant de l'envoyer à une filière, qui alignait les molécules et créait une nouvelle fibre. Au début des années 60, en perspective d'une (hypothétique) pénurie de pétrole, la société DuPont cherche a développer une fibre plus léger et au moins aussi résistante que l'acier, afin de remplacer certains composants des pneus et d'améliorer l'autonomie des voitures. Seulement, le projet ne suscite pas vraiment d'engouement chez les chercheurs du laboratoire, et il retombe dans les maison de Stéphanie Kwolek, qui s'était déjà fait remarquée pour sa participation dans la création du Nomex (notamment utilisé dans les tenues des pompiers :https://fr.m.wikipedia.org/wiki/Nomex). 

La chimiste rencontra d'abord plusieurs problèmes avec la fibre qu'elle tentait de mettre au point : en premier lieu, celle-ci ne fondait pas. Il était donc impossible de la passer dans la filière pour la recomposer. Un coup de solvant plus tard et ce problème était réglé... Sauf que le produit obtenu était tout à fait inhabituel, ressemblant à une sorte d'eau troublé alors qu'il aurait dû avoir l'air d'un sirop épais et translucide, mais plus opaque. Les employés de la filière refusèrent d'y mettre cet étrange substance, arguant que les particules troublant l'eau risquaient de bloquer la machine. Alors Stéphanie Kwolek filtra la substance et prouva qu'il ne contenait pas de particules solides mais un seul polymère, même s'il avait un aspect inhabituel. Seulement, les employés de la filière refusèrent encore d'utiliser le polymère : ils ne voulaient pas casser leur machine ! 

Mais elle insista, encore et encore, jusqu'à ce que le produit se retrouve dans la machine. Et là, le polymère se fila parfaitement bien, contrairement aux attentes des techniciens. Il était donc temps de remettre la fibre obtenue aux départements des tests, pour savoir ce qu'elle valait. Et là, impossible ! La fibre était neuf fois plus résistante que l'acier ! Stéphanie Kwolek ordonna de reconduire les tests : même résultat. L'enthousiasme fut immédiat au sein du laboratoire de recherche, et une batterie de tests convainquit définitivement ceux qui doutait de sa capacité à développer une telle fibre. Et c'est ainsi que le Kevlar, ou de son petit nom chimique poly(p-phénylènetéréphtalamide), est né en 1965, après une succession d'événements malvenus. Cinquante ans après, le Kevlar est toujours d'actualité, et ne saurait être dissocié de l'équipement du soldat

 

J'ai peut-être beaucoup cité Stéphanie Kwolek, mais je tenais à rendre "hommage" à cette femme (morte le 18 juin 2014 dans le Delaware), peu connue et dont le travail essentiel à pourtant sauvé tant de vies. 

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Sujet particulièrement interessant. Merci de cet hommage rendu à Stéphanie Kwolek. 

Qu'en est'il des recherches autour des fils de certaines araignées exotiques (la Nephila clavipe), qu'il faudrait arriver à reproduire en laboratoire et qui serait parait'il encore plus résistante que le kevlar? Elle pourrait dans ce cas être utilisé pour les gilets pare balles, les casques, les suspentes de parachute, car plus résistante et plus légère.

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il y a 23 minutes, berogeitabi a dit :

Qu'en est'il des recherches autour des fils de certaines araignées exotiques (la Nephila clavipe), qu'il faudrait arriver à reproduire en laboratoire et qui serait parait'il encore plus résistante que le kevlar? Elle pourrait dans ce cas être utilisé pour les gilets pare balles, les casques, les suspentes de parachute, car plus résistante et plus légère.

Effectivement j' ai entendu parler de cette possibilité par des officiers du commissariat des Armées.

Je pense que ce projet et recherches sont classifiés, en tout cas, je n' en sait pas plus.

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Il faut voir si ce n'est pas trop gluant, parceque sinon ça pose des problèmes de configuration, et ce que ça vaut en termes de poid et de prix.

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Bonjour,

Merci pour l'information berogeitabi. Du coup, voyons un peu cette histoire de toile d'araignée pare-balles : 

Tout commence avec une espèce d'araignée tropicale spécifique, la nephila clavipes. Cette araignée a la particularité de produire une soie plus résistante que le Kevlar (lui-même neuf fois plus résistant que l'acier), et de tisser des toiles d'une longueur exceptionnelle, parfois plus d'un mètre de diamètre. Reconnaissables à leur léger reflet doré, les fils de la clavipes sont souvent situés dans un endroit ensoleillé, ce qui va à l'encontre d'un des défauts du Kevlar (sa résistance diminue s'il est exposé aux ultra-violets), très souples, et sont extrêmement collants.  

   Leur incroyable solidité a évidemment tout de suite séduit ingénieurs et chimistes de tous lieux, et leur utilisation comme fibre pare-balles est assez rapidement apparue (2011). Seul problème : il est impossible d'en produire en grande quantité. Les araignées ne supportent pas la promiscuité avec leurs congénères, et s'entre-dévorent si on les force à cohabiter. Génant. Plusieurs manipulations génétiques (dont je ne débattrai pas de l'éthique ici) ont tenté de multiplier la production de cette fibre, notamment via des vers à soie et des chèvres, mais aucune ne fut concluante. Nous sommes ici en 2013. Et là, l'entreprise AMSilk ("silk" étant la soie) développe, en partenariat avec la start-up allemande Gruschwitz, une méthode de production de cette toile ultra-solide. Rapidement, en insérant le gène producteur de la toile (issu de l'araignée donc) dans le génome d'une certaine bactérie, il est possible de produire en chaîne des fibres de la clavipes

Des projets multiples ont démarré dès 2015, mais l'entreprise ne donne aucun indices dessus, si ce n'est qu'ils s'adressent au marché "premium", et qu'ils ne votent jamais, sur leur site comme dans leurs communiqués, une quelconque référence au domaine militaire. Toutefois, il est dit que la fibre ainsi produite est 30% plus légères que les tissus classiques, qu'elle laisse extrêmement bien passer l'air et qu'elle a une sensation de soie. Pour vous donner une idée, cette fibre permettrait de passer de gilets de 15Kg à 11 ou 12Kg (en fait, cela fait 10,5, mais les plaques de céramiques ne sont pas concernées par la baisse de poids, ce qui rajoute quelques kilos). De plus, la clavipes n'est pas sensible aux ultra-violets, ce qui simplifie la chaîne de production, en plus d'offrir un meilleur contact.

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