Une équipe de chercheurs décrit le développement d’un nouveau matériau poreux à base de graphène capable de réduire considérablement le bruit des moteurs d’avions. Leurs travaux sont publiés dans Nature Scientific Reports.
Le développement d’absorbants poreux innovants a suscité un grand intérêt au cours de ces dernières décennies en raison de leurs capacités d’absorption acoustique, en particulier dans le domaine de l’ingénierie. Toutefois, ces matériaux sont généralement volumineux et lourds, ce qui limite leurs applications. Dans le cadre d’une étude récente, des chercheurs du Materials and Structures Center (MAST), de l’Université de Bath, ont peut-être fait une percée dans la réduction du bruit des avions en proposant un nouveau matériau ultraléger.
Le bruit réduit à « celui d’un sèche-cheveux »
Ce matériau est un aérogel d’oxyde de graphène/alcool polyvinylique. Ce dernier est un polymère que l’on trouve le plus souvent dans la colle ou la peinture. Pour lui conférer des propriétés d’isolation acoustique, les chercheurs ont intégré cet aérogel dans une structure d’échafaudage en nid d’abeille. Sa structure poreuse permet de dissiper le son par le transfert d’énergie du son à l’énergie thermique lorsque les ondes entrantes entrent en collision avec les parois poreuses.
Lors des tests, l’aérogel aurait réussi à réduire le bruit environnant d’environ 15,8 décibels, ce qui réduirait le bruit d’un moteur à réaction (jusqu’à 140 décibels au décollage) à « celui d’un sèche-cheveux« , selon les chercheurs.
Un matériau ultraléger
L’utilisation de graphène, un matériau extrêmement léger, a quant à elle permis d’éliminer la contrainte du poids. En l’état, cet aérogel ne pèse que 2,1 kg par mètre cube, ce qui en fait l’isolant acoustique le plus léger jamais fabriqué.
« Nous avons réussi à produire une densité extrêmement faible en utilisant une combinaison liquide d’oxyde de graphène et d’un polymère, qui sont formés avec des bulles d’air fouettées et lyophilisés« , souligne Michele Meo, principal auteur de l’étude. « À un niveau très basique, la technique peut être comparée au fouettage des blancs d’œufs pour créer des meringues : c’est solide, mais cela contient beaucoup d’air, il n’y a donc aucune pénalité de poids ou d’efficacité pour obtenir de grandes améliorations en termes de confort et de bruit« .
Pour les chercheurs, ce matériau pourrait être appliqué de plusieurs manières, « initialement dans l’aérospatiale pour les moteurs d’avions, mais potentiellement dans de nombreux autres domaines tels que le transport automobile et maritime, ainsi que dans le bâtiment et la construction« , poursuit en effet Michele Meo.
Ce dernier pensait que ce nouveau matériau pourrait être utilisé dans les dix-huit mois. Cela dit, un laps de temps plus long sera probablement nécessaire pour s’assurer que ce nouveau « silencieux » puisse être suffisamment durable et ignifuge pour être utilisé dans l’aérospatiale.
