Moteur de recherche

 

Retour au sommaire

Matériaux

Le talc fait de la résistance

Désuet, le talc ?
Poudre magique, plutôt ! Écologique et résistant à des conditions extrêmes, il est employé avec succès dans le revêtement de métaux soumis à de fortes contraintes.

Connue depuis des lustres pour améliorer la préhension ou adoucir la peau, cette poudre blanche n'en finit pas de révéler de nouvelles qualités. Déjà, depuis une trentaine d'années, le talc a acquis des lettres de noblesse dans de nombreux secteurs industriels : papiers, peintures, plastiques, cosmétiques, alimentation, engrais… Mais c'est un autre terrain qu'un trio de laboratoires toulousains et limousins1, associés au CNRS, a entrepris de défricher : le revêtement des métaux soumis à de fortes contraintes. Comparé aux téflon, graphite et autres lubrifiants incorporés dans ces revêtements, le talc présente deux gros avantages : il est résistant aux situations extrêmes (haute température ou milieu oxydant) et non polluant. Un candidat idéal, donc. Son profil ? Un silicate de magnésium naturel, doté d'une structure en « mille-feuille ». Reliés entre eux par de faibles liaisons, les feuillets glissent les uns sur les autres dès qu'ils subissent la moindre contrainte. De là les propriétés lubrifiantes hors pair du talc. « L'idée était d'incorporer des particules de talc de taille micrométrique dans un métal susceptible d'être soumis à des efforts de cisaillement avec une autre surface, explique François Martin, l'un des initiateurs du projet. Du coup, cela libérerait les feuillets de talc dans l'interface et abaisserait ainsi le frottement entre les deux pièces. » On pouvait ainsi espérer par exemple diminuer les frottements et donc l'usure d'un fuselage d'avion, soumis à de nombreuses secousses et fait de tôle en aluminium et d'un revêtement.

 

 

Talc

© Photos : J.P.Bonino, F.Martin, P.Bacchin

L'usure, vue en microscopie optique, que fait une bille d'alumine (AI203) sur un revêtement Zn-Ni (zinc-nickel, en haut) et Zn-Ni avec talc (en bas). Quand il y a du talc, il n'y a plus d'usure !


Mais à mettre en œuvre, la chose s'est révélée plus ardue que sur le papier. Principal obstacle : le talc est hydrophobe2. Ce que jusque-là les cristallographes ignoraient. « Nous l'avons appris à nos dépens, remarque François Martin, car les revêtements que nous élaborons se font dans des bains constitués de phosphore et de nickel. Or, au début, du fait de son “hydrophobicité”, le talc restait à la surface de l'alliage, sans s'y incorporer. » De plus, les chercheurs utilisaient un talc du commerce, dans lequel des impuretés posaient des problèmes d'instabilité chimique et thermique dès 450 °C. Exit, donc, la poudre de notre enfance. Alors, pour parvenir à leurs fins, ils ont concocté un « talc idéal » à partir de différents minerais « talqueux »3. Il ne restait plus qu'à optimiser le procédé.

Ce qu'ils ont accompli avec succès, puisque ce nouveau revêtement de surface – savant mélange de phosphore, de nickel et de talc – a été breveté en janvier 2004 au niveau international et que l'ensemble des recherches ont été couronnées, le 2 décembre dernier, par le 1er prix du concours régional de l'innovation en Midi-Pyrénées, organisé par l'Adermip. Principale intéressée : l'aéronautique. Dans ce secteur, deux sociétés4 travaillent aujourd'hui de pair pour développer ce type de revêtement sur la visserie des avions. L'objectif est d'y remplacer le cadmium et le chrome, métaux très lubrifiants mais extrêmement polluants… et désormais interdits par les directives européennes. D'autres applications pourraient concerner les transports automobiles et ferroviaires, là où l'on utilise des pièces rivetées et fortement sollicitées. D'ici quelques années, nos voitures rouleront peut-être au talc… caché dans les roulements à billes des essieux, par exemple.

 

Patricia Chairopoulos

Notes :

1. Le LMTG (CNRS / Université Toulouse 3), l'Hydrasa (CNRS / Universités Poitiers, Limoges / Ensa Toulouse), le Cirimat et le LGC (tous deux CNRS / Université Toulouse 3 / INP Toulouse).
2. Composé qui repousse l'eau.
3. Avec l'aide de la société Talc Luzenac Europe (Toulouse, 31).
4. Mecaprotec-Industries, une entreprise de sous-traitance aéronautique, et la société Turbomeca, du groupe Snecma motoriste aéronautique.

Contact

François Martin, Hydrasa, Limoges,
francois.martin@unilim.fr


Haut de page

Retour à l'accueilContactcreditsCom'Pratique