Piézochromes : pigments, encres, peintures

Vous recherchez un changement de couleur avec la pression ?

OliKrom a acquis une expertise unique des matériaux qui changent de couleur sous l’effet de la pression, d’un choc ou d’une déformation.

C’est un domaine scientifique très peu exploré, pourtant le champ des applications dans les domaines industriels et de maintenance prédictive sont nombreux.

Nos produits piézochromiques sur-mesure

Un revêtement piézochromique (du grec piézô  « serrer, presser » et chromos « la couleur ») est par définition constitué d’un pigment/colorant dont les propriétés optiques changent en fonction de stimuli mécaniques macroscopiques (pression). Par expérience, nous savons que le gap est aujourd’hui encore important entre les attentes marchés et la maturité technologique acquise par les pigments piézochromes.

Vous recherchez une propriété piézochromique adaptée à votre cahier des charges ?

En fonction de votre cahier des charges, nous sélectionnons la solution la plus adaptée. Nous avons développé des exemples issus de la chimie des composés organiques, complexes organométalliques, polymères et composites polymères. Chacune de ces familles présentent des avantages et des inconvénients.

Tout se passe à l'échelle moléculaire. Le phénomène physique responsable de la propriété piézochrome est un changement de structures. Les mécanismes en jeu sont principalement la réorganisation moléculaire au sein d’un solide, la modification des structures contenant une forme ouverte/fermée, une cyclisation, un processus d’isomérisation double liaison E/Z.

Selon les spécificités liées à votre demande, nos équipes vont programmer la matière piézochromique. Par modification chimique, nous allons ajuster le seuil de modification de la couleur en fonction de la pression. Nous allons moduler les propriétés optiques dans les régions ultraviolette, visible et/ou infrarouge.

Nous distinguons deux grandes classes de matériaux piézochromes, selon si la propriété de changement de couleur est réversible ou irréversible.

Piézochromisme réversible

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Changement de couleur suite à l’application d’une pression, et retour à la couleur initiale lorsque la contrainte revient à son niveau d’origine. Possibilité d’ajuster le changement de couleur et le pourcentage de déformation, d’élongation.

Piézochromisme irréversible

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Changement de couleur définitif au-dessus d’un seuil de pression défini (d’un choc). Possibilité d’adapter le seuil (l’énergie) de déclenchement, la couleur de l’état initial/final.

Matériaux piézosensibles : les domaines d’applications

Aéronautique, spatial, défense

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Dans le domaine aéronautique, spatial et défense, l’usage des revêtements piézochromes est étudié pour contrôler la santé des structures composites.

Au cours des dernières décennies, l’adoption des matériaux composites n’a cessé d’augmenter (avions, hélicoptère, moteurs, missiles). Cet engouement s’explique par les avantages de ces matériaux sur les matériaux métalliques : leur grande rigidité et leur forte spécificité qui permettent de réaliser des structures plus légères et plus efficaces, une grande flexibilité dans le design, et la résistance à la fatigue.

L’un des enjeux fondamentaux est le contrôle santé des structures et la détection précoce d’endommagements. Ce contrôle se fait de manière générale, soit par inspection visuelle, soit par différentes méthodes de contrôle non destructif (CND) telles que les inspections par ultrasons, par courant de Foucault…

L’usage de revêtements piézochromes à la surface d’un composite permet d’associer un changement de couleur à l’endommagement (et/ou selon la demande l’émission d’un signal de luminescence). Ce premier niveau de surveillance permet à un contrôleur de détecter rapidement une anomalie.

Maintenance industrielle

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Dans le domaine de la maintenance industrielle (énergie, pétrochimie, nucléaire…), l’usage des matériaux piézochromes présentent également un grand intérêt pour la détection visuelle de potentiels chocs ou déformations de certaines pièces industrielles.

Parmi les secteurs potentiels, on peut citer l’industrie pétrolière (pipelines, tubes, barres, soudures, réservoirs), l’industrie navale (contrôle des coques), l’industrie automobile (contrôle des blocs moteurs), la sidérurgie, la chaudronnerie et la tuyauterie en fabrication.

Mais également l’industrie de l’énergie : réacteurs nucléaires, chaudières, tuyauterie, turbines, etc. (maintenance des installations), le ferroviaire en fabrication et en maintenance notamment pour les organes de sécurité (essieux, roues, bogies), le Génie Civil et le bâtiment…