Qu'est-ce que la mousse céramique?
La mousse céramique est une structure légère composée d’un faible pourcentage de céramique très poreuse et d’un pourcentage élevé de pores remplis de gaz. Les mousses céramiques typiques présentent une porosité de 75 à 90%, bien que certaines soient encore plus poreuses. De telles mousses ont des propriétés matérielles intéressantes qui les rendent adaptées à une variété d'applications d'ingénierie et autres.
La plupart des techniques de fabrication de telles mousses impliquent généralement l'imprégnation d'une autre structure de mousse avec une suspension céramique. Cette structure est ensuite cuite à haute température dans un four. La céramique durcit tandis que la chaleur du four détruit la structure de base sur laquelle il a été construit.
Une structure céramique légère et très poreuse est ainsi créée comme produit final de ce processus de fabrication. Le matériau créé peut avoir des pores individuellement scellés. Ce type de structure est connu sous le nom de mousse à cellules fermées. Lorsque les pores de la mousse sont interconnectés dans l’ensemble de la structure, on parle de mousse à cellules ouvertes.
Les caractéristiques spécifiques de la mousse créée dépendent de nombreux facteurs, mais cette classe de matériaux est connue pour certaines propriétés communes. La faible conductivité thermique rend la mousse céramique particulièrement utile en tant que matériau isolant thermique. Sa capacité à résister à des chocs thermiques relativement importants le rend également adapté aux environnements difficiles tels que les applications industrielles et aéronautiques. La caractéristique de haute porosité de ces mousses signifie qu'il s'agit de matériaux relativement légers utiles dans les applications où un excès de poids doit être évité.
Les tuiles utilisées dans les systèmes de protection thermique des navettes spatiales des États-Unis étaient des exemples classiques de l’utilisation de la mousse céramique pour ces propriétés. Les engins spatiaux qui se déplacent entre la Terre et l’espace, que ce soit au moment du lancement ou de la rentrée, subissent des changements de température extrêmes en traversant l’atmosphère à grande vitesse. Une isolation contre ces changements extrêmes était nécessaire pour protéger les navettes de cet environnement extrêmement rude. Il est toutefois très coûteux et gourmand en énergie de transporter une masse dans l'espace, de sorte que le poids devait être réduit au minimum. La nature légère de la mousse céramique, combinée à ses propriétés thermiques, la rend attrayante pour une utilisation dans certains des carreaux installés sur le parc de navettes.
En plus d'être utilisée comme matériau isolant, la mousse céramique est également couramment utilisée dans les applications de filtration. Lorsqu'ils sont utilisés pour raffiner d'autres matériaux, les filtres en mousse céramique offrent généralement trois modes de filtration. Lors du contact avec l'entrée du filtre, des particules plus grosses que la taille des pores sont accumulées à la surface du filtre car elles sont trop grosses pour être traversées. Ce matériau sauvegardé forme une couche, appelée couche de gâteau, à la surface du filtre qui capture à son tour les particules plus petites. Les particules les plus fines peuvent traverser la couche de gâteau mais sont ensuite capturées dans les pores du filtre.
De nouvelles utilisations potentielles de la mousse céramique sont également en développement. Par exemple, dans le secteur médical, des études sont en cours sur son utilisation éventuelle pour stimuler la croissance osseuse là où des os ont été prélevés, comme chez les patients cancéreux. On envisage également d'utiliser de très petits segments de mousse céramique pour administrer des médicaments au corps au fil du temps par le biais d'un processus de libération contrôlée.