shark skin Imprimantes 3D

De la peau de requin pour les imprimantes 3D


Une nouvelle étude publiée dans le Journal of Evolutionary Biology par une équipe de chercheurs d’Harvard a constaté que la peau de requin peut être reproduite par une imprimante 3D pour une application dans de nombreux domaines industriels.

Les dents de l’amer

Quand les gens pensent aux requins, ce sont généralement les dents qui viennent à l’esprit. Cependant, après 450 millions d’années de chasse fructueuse dans les océans de la planète, le requin a bien plus que de grandes dents acérées. Et après tout, ce n’est pas la taille qui compte ! Le grand prédateur des fonds marins est avant tout rapide, notamment le requin Mako qui peut atteindre une vitesse de pointe de 110km/h. Si les requins sont rapides, ils doivent leur vélocité à leur peau.

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, les surfaces lisses ne sont pas plus aérodynamiques que les surfaces rugueuses. En effet, la peau de requin est constituée d’écailles en forme de dents microscopiques appelées « denticules ». Ce sont ces denticules qui attirent l’attention des scientifiques, car la surface rugueuse de la peau d’un requin réduit la traînée de l’eau. L’alignement des denticules assure alors un écoulement optimal de l’eau : c’est l’écoulement dit laminaire, lorsque l’eau se déplacent parallèlement le long du corps de l’animal. Cela permet au requin de nager plus vite, tout en réduisant sa consommation d’énergie. De plus, la disposition des denticules et l’absence de résistance permettent au requin de devenir « hydrodinamiquement silencieux ».

schéma montrant la croissance d'une "écaille" de requin

Après l’acquisition d’un échantillon de peau de requin mako, les chercheurs George Lauder, Li Wen et James Weaver ont examiné au microscope les denticules. Ils ont ensuite répliqué l’image afin de construire un modèle informatique de la peau du requin. Le fait que les denticules se chevauchent créé un défi considérable pour la reproduction de la peau, même avec une imprimante 3D. L’équipe a passé un an à tester différents matériaux, les protocoles d’impression pour finalement agrandir les denticules et augmenter leur distance. Enfin, ils ont réussi à produire un échantillon de travail qu’ils ont attaché à deux côtés d’une feuille de papier souple.

Dans la peau d’un requin

L’équipe a constaté que lorsque la peau de requin artificielle était encore réduite, la peau produisait 8,7% plus de traînée d’eau à faible vitesse, contre 15% à haut débit. Par la suite, l’équipe a fait bouger la peau, la faisant battre comme un poisson qui se déplace à travers l’eau. Avec l’ajout du mouvement, la vitesse de nage de la feuille a augmenté de 6,6%, alors que l’énergie a été réduite de 5,9%.

« C’est la première fois que l’on a mesuré le coût énergétique de la peau de requin et la réduction des coûts de nage par rapport à une surface lisse », a déclaré Lauder dans un communiqué.

Selon Laudner la prochaine étape sera de tester différents arrangements des denticules.

Le requin des dents de la mer

Une étude à prendre très au sérieux.

Cependant, les applications industrielles n’ont pas attendu l’impression 3D pour utiliser cette technologie, elles sont d’ailleurs très diversifiées :

  • Domaine sportif : l’entreprise Speedo conçoit depuis 2004 des maillots inspirés des caractéristiques de la peau des requins.
  • Domaine naval : les bateaux de la coupe de l’America, le huit avec barreurs de la course Cambridge-Oxford ont appliqués une surface rugueuse à leur coque
  • Domaine aéronautique : les avions sont dotés de parois striées, notamment l’A320 d’Airbus

Alors que la peau de requin simulée par impression 3D ne sera pas disponible de sitôt pour les applications grand public, imiter l’un des plus grands nageurs de l’histoire pourrait un jour améliorer notre propre capacité à se déplacer dans l’eau…


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