Les protections fluides, un pas vers l'avenir ?
Par Tancrède de GUIGNÉ, Marie TOURRÉ, Pierre Nicolas BIZAT et Camille GAZEAU
B/ Un fluide non-newtonien spéciale, apte à la protection !
Nous avons pu discerner trois types de fluides non newtoniens différents, parmi ceux-ci, les fluides rhéoépaississant sont ceux qui seraient susceptibles d’être un composant de cette nouvelle protection fluide. En effet, sous l’effet d’un choc, ces fluides se solidifient et redeviennent liquides l’instant d’après !
Ce comportement est très souvent dû à la composition du fluide. En effet, dans un mélange d’eau et d’amidon de maïs (que nous prendrons pour exemple dans cette partie comme fluide rhéoépaississant), nous sommes en présence d’une , Les colloïdes (particules de petites tailles dispersées dans le liquide) sont maintenus écartés les uns des autres par une force de répulsion, cependant l’énergie d’un choc permet de surpasser cette force et les colloïdes se rassemblent en amas. Le choc passé, les colloïdes se dispersent de nouveau.
Le shéma ci-dessous illustre le comportement d’une suspension colloïdale rhéoépaississante qui subit une contrainte.
Le shéma ci-dessus est simulé avec la courte vidéo ci-dessous. On observe que le fluide rhéoépaississant, sous l'effet de la contrainte, forme un bloc épais, et regagne sa forme initiale dés le choc passé
Le mélange d’eau et de farine de maïs est le fluide rhéoépaississant le plus simple à utiliser. Nous allons nous servir de cet exemple pour réaliser des tests afin de savoir si les fluides rhéoépaississant pourraient être la base de notre nouvelle protection.
Pour toutes les expériences ci-après, nous sommes en présence d’un mélange de 40 grammes d’eau et 60 grammes de farine de maïs.
1ère expérience :
Nous essayons ici de voir le comportement du mélange frappé par un objet contondant :
On observe que le mélange résiste à un choc dû à un objet contondant. Cela signifie qu'un homme portant une protection en cette matière sera protégé de chocs légers.
2e expérience:
Observons maintenant comment réagit le mélange face à un coup tranchant :
Face à un objet tranchant, le mélange se laise couper, ce qui n'est d'aucun secours dans une protection contre des chocs tranchants.
3e expérience :
On soumet maintenant un sachet rempli de ce mélange et un sachet d'eau à un tir de carabine 4.5 mm à une distance de 20m.
Dans le cas de l'eau, le sachet et le carton derrière sont troués.
Dans ce cas aussi les deux sont troués, ce qui signifie que ce mélange n'est pas suffisant pour protéger des balles.
Il faudrait donc un autre fluide non-newtonien constituant pour notre protection.
CONCLUSION
La base de notre nouvelle protection fluide devrait être composé d’un fluide non newtonien, mais plus précisément d’un fluide rhéoépaississant. En essayant avec le mélange farine de maïs/eau on constate qu’une protection de cette matière ne pourrait protéger que des coups contondants et pas trop rapide. Cependant, certains scientifiques ont trouvé un fluide plus performant...