Vers des matériaux intelligents : les matériaux multifonctionnels

L a revue « Matériaux & techniques » s’est de longue date intéressée au concept encore récent des matériaux « smart » ou « intelligents ». En effet deux numéros hors série (décembre 2001 et juillet 2002) ont déjà abordé ce vaste sujet en rassemblant pour leurs lecteurs les contributions présentées au cours du second et du quatrième colloque bi-latéral France-Japon créé en 1997 et régulièrement consacré tous les deux ans à ce domaine. Mais les matériaux eux-mêmes, les domaines de recherche et d’applications potentielles évoluent et un point régulier est nécessaire. La conférence « Matériaux 2006 » a été l’occasion de réunir à Dijon la majorité des acteurs nationaux. C’est à partir de cette base que nous vous présentons ici un ensemble (actualisé 2008), certes non exhaustif (il y faudrait plusieurs numéros !), mais constituant néanmoins une introduction raisonnable à un domaine bouillonnant auquel plusieurs colloques internationaux sont toujours consacrés chaque année [1–4]. . . La notion de matériaux a évolué au cours des âges. D’abord directement issus du milieu naturel, puis élaborés de façon de plus en plus complexe, ils ont été considérés (ou souhaités) jusqu’à une période récente, comme conservant des propriétés stables conformes aux vœux des concepteurs des systèmes dans lesquels ils sont engagés. Ce n’est qu’au début des années 80 qu’est apparu – comme un rêve d’ingénieurs – le concept de matériaux et de systèmes aux propriétés évolutives dits « smart » ou « intelligents », capables de s’adapter, notamment sous l’effet d’un stimulus externe, pour remplir au mieux leur mission dans un environnement changeant. Ce concept a été introduit dans un cadre résolument « biomimétique » où le matériau intelligent possèderait des « nerfs » représentés par un réseau de capteurs, des « muscles » simulés par des composants à propriétés ajustables et un « cerveau » modifiant grâce aux « muscles » ses caractéristiques globales. Ce concept ambitieux du matériau « acteur de son évolution » implique naturellement la multi-fonctionnalité et s’est en fait structuré à plusieurs niveaux de difficultés croissantes :