Chimie des matériaux, des promesses pour les J.O. ?
Les propriétés de la matière sont cruciales lorsque l’on fabrique un matériau destiné à améliorer des performances.
Résistance, durabilité, frottement… Avec l’équipe de Chimie des polymères de l’Institut parisien de chimie moléculaire (IPCM), l’enseignante-chercheuse Sandrine Pensec s’attèle à modifier ces propriétés pour des applications très diverses. Avec, un jour peut-être, des perspectives pour l’équipement sportif de haut niveau.
La pratique du sport de haut niveau a considérablement évolué avec les équipements, de plus en plus souples, résistants ou moins soumis aux contraintes. Dans la perspective des Jeux olympiques, il était donc tentant de se demander ce que la chimie des matériaux pourrait apporter. « Les matériaux sur lesquels nous travaillons sont des polymères qui ont la capacité de former des liaisons hydrogène et nous modulons ces liaisons faibles pour obtenir les propriétés que l’on souhaite. On peut ainsi ajouter des additifs aux polymères ou les fonctionnaliser pour leur donner des capacités différentes, d’autoréparation par exemple », explique Sandrine Pensec, spécialiste de la chimie des matériaux à l'IPCM (Sorbonne Université/CNRS).
Chimie sportive
Fini la corde de raquette qui casse ou l’usure d’un revêtement, un sujet testé avec le bitume routier. « Dans le domaine sportif, on peut imaginer que pour augmenter les performances d’un matériau, on puisse le rendre plus élastique, plus résistant », précise Sandrine Pensec. La chercheuse entrevoit même une autre voie pour ces nouveaux matériaux hybrides : la recyclabilité. « On peut aussi utiliser ce concept pour obtenir un matériau aux propriétés désirées mais qui, en absence de réticulation1, sera potentiellement réutilisable. »
L’équipe a déjà plusieurs brevets sur les applications de ses recherches, notamment sur l’amélioration des propriétés des élastomères thermoplastiques de polyuréthane et des silicones, des matériaux omniprésents dans les équipements sportifs. Les premiers sont notamment utilisés dans la confection des semelles de chaussures de sport, dans des textiles anti-transpirants mais aussi dans celle des palmes de plongée ou des poignées des bâtons de ski, pour leur flexibilité, leur résistance à l'usure et leur stabilité aux rayons ultraviolets. Quant aux silicones, on en trouve, par exemple, dans les protections des os de la cheville, du talon, des tibias des orteils ou contre les frottements de la voute plantaire, et dans divers autres équipements : bracelets, gobelets, lacets… « Une modification bien choisie de la structure d’un matériau nous a permis de transformer un élastomère thermoplastique industriel en un élastomère auto-cicatrisable », souligne la chercheuse.
Mais n’allons pas plus vite que la science : « Nous essayons d’améliorer ou de trouver de nouveaux matériaux mais notre priorité est, avant tout, la compréhension de la relation entre structure chimique, assemblage et propriétés, qui reste de la recherche fondamentale », rappelle Sandrine Pensec.
1 Formation d’un réseau tridimensionnel par liaison chimique forte