Les fibres végétales sont des matières surprenantes : elles résistent si bien à la traction et permettent de franchir des portées bien plus grandes qu’elles ! Comment des fibres de quelques dizaines de centimètres forment des cordes de plusieurs centaines de longueur ? Comment juste en s’enchevêtrant les fibres peuvent-elles former des structures cohérentes stables ?

 

Il faut tirer très fort sur une corde de chanvre ou un fil de lin avant qu’ils ne cassent : ils sont incroyablement résistants à la traction. Cette caractéristique mécanique est à l’origine de l’élancement exceptionnel des tiges des plantes et de leur maintien vertical. C’est aussi un véritable atout pour renforcer d’autres matériaux. Longues et rugueuse, les fibres s’enchevêtrent. Nul besoin de colle : les forces de frottement qui s’exercent aux points de contact suffisent à accrocher les fibres entre elles. C’est ce principe physique qui permet de fabriquer des cordes, des toiles et autres tissus, mais également toute autre matière enchevêtrée comme les laines isolantes.

 

 

Les fibres résistent à la traction

Plus résistantes que l’acier, les fibres végétales intéressent les chercheurs pour leurs surprenantes propriétés mécaniques. À l’origine de l’élancement des végétaux, les fibres les plus résistantes situées à la périphérie des tiges ou des feuilles sont extraites pour fabriquer des cordes et des fibres de renforts.

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Des fibres comme renforts

En s’inspirant des plantes et de leurs fibres tendues qui permettent de se maintenir verticale tout en s’élançant vers la lumière, il est possible de rigidifier des matériaux mous ou de consolider des structures. Pour cela, des fibres tissées ou enchevêtrées sont introduites dans les zones les plus sollicitées en traction.

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Le sens des fibres

L’orientation et l’organisation des fibres donnent aux matières qu’elles composent des propriétés particulières qui varient en fonction de la direction : ce sont des matières anisotropes. Une direction importante de ces matières est celle du sens des fibres.

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Des fibres qui frottent

Les forces de frottement sont à l’origine de la cohésion des cordes, des tissus ou encore des matières faites de fibres tressées ou enchevêtrées. Dès lors que ces forces de frottement deviennent importantes, un contact entre deux fibres peut devenir un véritable point de bocage, s’opposant fermement au glissement relatif des deux fibres. Connaissant ce principe, assembler des fibres sans aucune colle devient un jeu d’enfant !

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Des fibres qui s’enchevêtrent

En frottant, les fibres se tissent et s’enchevêtrent pour former des structures en trois dimensions. Si les forces de frottement sont toujours à l’œuvre, d’autres phénomènes chimiques ou physiques peuvent s’additionner. Ainsi, la forme des fibres, leur rigidité, leur nature et leur rugosité de surface contribuent à la cohésion de leur enchevêtrement.

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