Et si, au lieu de s’étirer quand on tire dessus, une structure mécanique se contractait brutalement vers l’intérieur ? Cela ressemble à un paradoxe, pourtant c’est bien ce que des chercheurs néerlandais viennent de démontrer avec un phénomène inédit qu’ils ont baptisé “countersnapping”.
Un comportement mécanique jamais observé
Cette découverte est signée par l’institut de recherche AMOLF, spécialisé dans la physique appliquée. Leur équipe a conçu des structures mécaniques capables, sous tension, de se « refermer » au lieu de s’allonger. Un comportement contre-intuitif, qui n’avait jamais été observé expérimentalement jusque-là.
« C’est une toute nouvelle forme de réponse mécanique », explique Bas Overvelde, responsable du groupe de recherche Soft Robotic Matter. « Le countersnapping pourrait révolutionner la manière dont nous concevons aussi bien les robots médicaux que les bâtiments résistants aux séismes. »
Une mécanique géométrique surprenante
Le secret réside dans la combinaison subtile de blocs non linéaires – des éléments mécaniques dont la relation entre force et extension n’est pas proportionnelle. En les assemblant en réseau, les chercheurs ont créé une structure présentant une relation force–déplacement auto-intersectante. Concrètement, au lieu de s’allonger sous tension, elle se contracte brusquement ou change de raideur de manière soudaine.
Ces éléments ont été réalisés par impression 3D et testés dans différents scénarios, confirmant que le phénomène était reproductible.
Des propriétés inédites et prometteuses
Le countersnapping ouvre la voie à des propriétés mécaniques étonnantes :
- Mouvement unidirectionnel : contrairement au snapping classique, qui génère un va-et-vient, le countersnapping permet un déplacement progressif toujours dans la même direction.
- Rigidité modulable : la structure peut basculer d’un état souple à un état rigide sans changer ni sa taille ni la charge appliquée.
- Évitement des résonances : en ajustant sa raideur sans modifier son équilibre, elle peut se protéger naturellement des vibrations excessives.
- Changements collectifs ou séquentiels : reliés en parallèle, les modules changent de rigidité les uns après les autres ; en série, ils basculent tous d’un coup, à la manière d’une avalanche.
Des applications très concrètes
Les chercheurs imaginent déjà des usages variés. Dans les prothèses ou les équipements de protection (par exemple les combinaisons de motards), une structure flexible pourrait instantanément devenir rigide en cas de besoin. Dans le domaine du bâtiment et de l’aéronautique, le countersnapping pourrait servir à amortir des vibrations potentiellement dangereuses. Quant à la médecine, il pourrait permettre à des robots souples de progresser à l’intérieur du corps humain sans reculer, minimisant ainsi les risques.
Un nouvel horizon pour l’ingénierie
Au-delà de la prouesse scientifique, cette découverte illustre la richesse des interactions entre géométrie et mécanique. Comme souvent en physique, une idée contre-intuitive peut déboucher sur des solutions concrètes à des problèmes très actuels : de la sécurité des infrastructures aux innovations médicales.
Une chose est sûre : le countersnapping pourrait bien devenir, dans les prochaines années, un concept incontournable en ingénierie et en robotique.