Malgré son aspect anodin, un tricot possède des propriétés physiques étonnantes : alors que le fil qui le compose ne s’étire guère, le tissu, lui, reste déformable et peut s’étendre sur plusieurs fois sa taille. Des chercheurs du département de physique ont proposé un modèle simple reliant les propriétés flexibles du fil à la très faible raideur du tissu, ouvrant la voie à l’élaboration de matériaux innovants.
Au-delà de son aspect traditionnel millénaire, le tricot est un matériau aux propriétés étonnantes qui en font un acteur de choix des technologies de fabrications modernes. En effet, si le fil qui le compose ne s’étire guère, l’ouvrage, lui, est drapant, et d’une élasticité extraordinaire en comparaison de matériaux plus traditionnels comme des textiles tissés. Comment ces propriétés émergent-elles des entrelacs coutumiers du Jersey ? Comment les réconcilier avec l’inextensibilité du simple fil de laine ou de coton qui le compose ?
Des physiciens du Laboratoire de Physique Statistique (ENS/CNRS/PSL) ont répondu à cette question dans une publication dans le journal Physical Review X, dans le cadre d’un projet visant à rationaliser le comportement des « métamatériaux » mécaniques* constitués de fils ou de plaques élastiques – un autre exemple est celui des matériaux structurés comme les origamis sur lequel cette équipe a réalisé d’importants progrès.
Au cours de cette étude, ils ont réalisé des échantillons de tricot modèles, en collaboration avec l’École nationale des arts décoratifs, et les ont observés sous toutes les coutures, capturant en particulier avec une grande précision les trajectoires de toutes les mailles pendant leur déformation contrôlée. A partir de ces mesures, ils ont proposés un mécanisme simple reliant la flexibilité du fil à la très faible raideur du tissu. En supposant alors le fil inextensible, donc de longueur constante, et la topologie du réseau de mailles (une maille à l’envers, une maille à l’endroit), ils sont parvenus à expliquer les formes qu’adoptent ces systèmes lorsqu’ils sont soumis à des sollicitations mécaniques, ainsi que leur très faible raideur.
Ces travaux s’inscrivent dans le cadre d’une réflexion plus large sur la « fonctionnalisation » de la matière usuelle au moyen d’excitations élémentaires que sont les nœuds ou entrelacs pour les fils, et les plis pour les plaques, ouvrant ainsi la voie à l’élaboration de matériaux innovants fondée sur la réappropriation de techniques populaires et de leurs sommes empiriques.
*Projet ANR JCJC METAMAT « Mécanique statistique des métamatériaux mécaniques et topologiques », lancée en 2014 et se terminant fin 2018.
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