Une cape d’invisibilité pour protéger les bâtiments des séismes

Cette idée semble tout droit sortie de l’univers d’Harry Potter. Et pourtant, c’est un mathématicien de l’Université de Manchester, William Parnell, un spécialiste de la théorie de l’invisibilité, qui l’a annoncée : il serait possible de protéger les bâtiments des effets dévastateurs des séismes en les recouvrant de matériaux bien particuliers.

Du domaine de la science fiction il y a seulement quelques années encore, de nombreuses équipes travaillent désormais sur des méthodes pour rendre invisible des objets. La théorie fondamentale est de recouvrir l’objet à faire "disparaître" par un matériau qui, au lieu de renvoyer la lumière, fait contourner aux ondes lumineuses l’objet en question. Parmi les matériaux dotés de telles propriétés, les métamatériaux sont les plus prometteurs. Depuis cinq ou six ans, des progrès très importants ont ainsi été réalisés dans le domaine de l’invisibilité, tant sur le plan théorique que sur la pratique. Les scientifiques ont d’abord commencé par les ondes lumineuses, puis ont exploré différentes ondes, et plus particulièrement les ondes sonores et élastiques.

L’équipe du Dr Parnell a démontré qu’il est possible de rendre un bâtiment invisible pour les puissantes ondes générées lors des séismes, en recouvrant sa base avec du caoutchouc contraint sous certaines conditions. Exactement de la même manière que pour la lumière, les ondes élastiques qui se pro∆pagent dans le sol lors d’un tremblement de terre, contour∆neraient alors le bâtiment, qui leur serait donc "invisible".

Le Dr Parnell précise : "nous avons montré en théorie que l’application de pression de contrainte sur un matériau naturel, en l’occurrence du caoutchouc, mène à un effet d’invisibilité pour un certains types d’ondes élastiques. Notre équipe travaille actuellement sur des théories plus générales et cherche à comprendre comment cette théorie peut être mise en pratique. Ces recherches ont établi que nous avons réellement le potentiel de contrôler la direction et la vitesse des ondes élastiques. C’est un point important car il serait alors possible de les guider dans de nombreux contextes, notamment dans les applications nano-technologiques telles que l’électronique. Si cette théorie est vérifiée sur des objets plus grands, elle peut être utilisée pour créer des ’capes d’invisibilité’ pour les bâtiments et les grandes structures, ou peut-être de manière plus réaliste, pour protéger des parties spécifiques de ces structures".

Les infrastructures vitales de pays soumis à un risque sismique élevé, pourraient alors être efficacement protégées : fondations des centrales nucléaires et de pylônes électriques, hôpitaux, bâtiments gouvernementaux, écoles, etc.


Sources :
- Université de Manchester, ’Invisibility’ cloak could protect buildings from earthquakes, 14/02/2012, http://www.manchester.ac.uk/aboutus/news/display/?id=7968
- Parnell, W. J., ’Nonlinear pre-stress for cloaking from antiplane elastic waves’, Proc. Roy. Soc. A, 468 : 563-580, 2012. doi:10.1098/rspa.2011.0477
- CORDIS, Cacher les bâtiments pour les protéger des séismes ? La technique de l’invisibilité pourrait être la solution, 15/02/2012, http://redirectix.bulletins-electroniques.com/5MPoR


Auteur : Olivier Gloaguen

publié le 19/03/2012

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