Le phénomène étonnant des bulles de métal
Une équipe internationale de chercheurs, dont deux scientifiques de l’EPFL, ont développé un procédé de radiologie capable d’observer en temps réel des phénomènes à l’échelle du micron ou à plus petite échelle encore. En filmant la production d’un revêtement métallique par électrodéposition, ils ont mis à jour un processus étonnant, celui du métal se formant sur des bulles de gaz. Ils publient les résultats de leurs travaux ce jeudi 9 mai dans la prestigieuse revue Nature.
La qualité des revêtements métalliques, qui recouvrent montres, automobiles ou tout autre objet métallisé, dépend de la présence ou non de défauts microscopiques. Ces derniers ont des formes particulières et spécifiques qui font penser à des bulles de gaz. La réalité, dévoilée par la nouvelle technique de radiologie, est plus étonnante. En examinant le zingage de substrats cuivrés, les chercheurs ont observé que la métallisation progressait rapidement en produisant des bulles de gaz. Le métal se crée ainsi sur ces bulles qui, à peine générées, disparaissent de manière quasi instantanée, laissant des traces qui sont à l’origine des défauts de la métallisation.
Cette découverte aura des répercussions industrielles. « En changeant les conditions de la métallisation et en observant directement les résultats, il est désormais possible de minimiser les défauts dus aux bulles », explique le professeur à l’EPFL Giorgio Margaritondo, qui cosigne l’article de Nature avec son assistante Amela Groso, ses collègues de l’Université de Postech en Corée, de l’Academia Sinica, de la Tatung University et de la China Steel Corporation à Taiwan.
« C’est la première fois que l’on peut observer à l’échelle du micron, et même à plus petite échelle, la formation des défauts microscopiques de la métallisation, le tout en temps réel, grâce à des images prises toutes les millisecondes », précise Giorgio Margaritondo, également doyen de la Faculté des sciences de base de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL). Grâce à ce travail de pionniers basé sur une imagerie aux rayons X, l’équipe internationale de chercheurs est à même de réaliser des radiographies de très petits objets dans une trame temporelle suffisamment brève pour saisir des phénomènes ultrarapides, habituellement invisibles.
Au-delà de la correction des défauts de la métallisation, cette nouvelle radiologie peut ainsi trouver un large champ d’application, y compris dans les diagnostics médicaux (en particulier pour détecter un cancer précoce du sein). La Suisse est particulièrement bien positionnée dans ce domaine grâce au notamment à la Source de Lumière Suisse (SLS) de l’Institut Paul Scherrer (PSI). Il est dorénavant possible de jeter une lumière plus précise sur une foule de questions souvent étudiées à l’EPFL comme l’étude de la microstructure du béton, l’analyse des spécimens biologiques et paléontologiques ou la compréhension de phénomènes affectant la résistance des matériaux industriels.