Sous la pression, la mousse et les entretoises en plastique s’associent pour créer un matériau hybride capable d’absorber jusqu’à 10 fois plus d’énergie qu’un rembourrage standard. Crédit : Abbey Toronjo/Département du marketing et de la communication de l’Université Texas A&M
Des chercheurs en génie aérospatial et en science des matériaux de l’université Texas A&M et du laboratoire de recherche de l’armée DEVCOM ont mis au point une « super mousse » capable d’absorber jusqu’à 10 fois plus d’énergie qu’un rembourrage conventionnel.
Le matériau composite, publié et décrit dans la revue Composite Structures , combine une mousse ordinaire avec des injections imprimées en 3D de colonnes en plastique extensibles appelées entretoises.
Le résultat ? Une mousse hybride abordable, légère et ultra-résistante, prête à redéfinir les secteurs de la défense, de l’automobile, de l’aérospatiale et de la consommation.
L’équipe de recherche est dirigée par le Dr Mohammad Naraghi, directeur du laboratoire des matériaux nanostructurés du Texas A&M College of Engineering, en collaboration avec le Dr Eric Wetzel, chef d’équipe pour la fabrication additive de polymères stratégiques à l’ARL.
« Nous avons transformé une simple mousse en un composite de mousse haute performance et modulable », a déclaré Naraghi. « Ce matériau a le potentiel de devenir une solution universelle pour une vaste gamme d’applications. »
La magie de la synergie
Les mousses sont partout — et présentes dans presque tout ce que nous touchons ou utilisons.
Cette structure en plastique imprimée en 3D s’étire et se plie lorsque la mousse se comprime. Intégrée à une mousse classique, elle crée un matériau hybride ultra-résistant dont les propriétés (résistance, absorption des chocs ou confort) peuvent être ajustées. Crédit : Composite Structures (2026). DOI : 10.1016/j.compstruct.2026.120158
« Nous sommes entourés de mousse », a déclaré Naraghi. « De nombreux objets qui nous entourent sont entièrement, ou en partie, faits de mousse. »
Leur secret est simple : des millions de minuscules poches d’air s’effondrent sous la pression, dissipant ainsi l’énergie.
Mais il y a un hic.
Sous la surface, les mousses ordinaires ont des structures internes aléatoires et chaotiques qui limitent leur capacité d’absorption d’énergie, tandis que les matériaux cellulaires artificiels (structures en treillis) sont plus organisés mais notoirement coûteux et difficiles à produire à grande échelle.
Pendant des décennies, les ingénieurs ont dû choisir entre prix abordable et précision — jusqu’à présent.
L’équipe de recherche a démontré pour la première fois que la solution à ce compromis complexe réside dans une technique appelée fabrication additive en mousse, ou IFAM.
« IFAM est un procédé de fabrication simple, piloté par ordinateur, qui nous permet de créer une structure élastomère à l’intérieur d’une mousse à cellules ouvertes classique », explique Wetzel. « Le diamètre, l’espacement, l’angle et l’élasticité de l’élastomère peuvent être sélectionnés pour obtenir une large gamme de propriétés. Le procédé IFAM combine les avantages des deux technologies, offrant un absorbeur d’énergie composite performant, personnalisable et économique. »
Des colonnes en plastique imprimées en 3D et intégrées à une mousse ordinaire forment une « super mousse » hybride capable d’absorber jusqu’à 10 fois plus d’énergie qu’un rembourrage standard. Crédit : Abbey Toronjo/Département du marketing et de la communication de l’Université Texas A&M
Autrement dit, il intègre un réseau 3D d’entretoises en plastique dans de la mousse ordinaire, créant ainsi un composite où la mousse et les entretoises s’associent sous pression et compensent mutuellement leurs faiblesses.
Lors des premières phases de compression, la mousse agit comme un étai, maintenant les entretoises en place et les empêchant de se déformer prématurément. À mesure que la pression augmente, les entretoises repoussent la force vers l’extérieur, dans la mousse environnante, répartissant ainsi la charge. Ce mouvement de va-et-vient permet au composite d’absorber davantage d’énergie et de résister à des forces plus importantes.
« C’est la magie de la synergie », a déclaré Naraghi. « Une symbiose entre la mousse et les entretoises. »
En faisant varier l’épaisseur et les angles des entretoises, les chercheurs ont créé un composite dont les caractéristiques peuvent être ajustées pour optimiser la résistance, l’absorption d’énergie, le confort, ou les trois.
Une nouvelle ligne de défense
En tant que projet financé par l’armée, le domaine d’application immédiat de la mousse hybride est la défense nationale.
« Les matériaux absorbant l’énergie sont essentiels à un large éventail d’applications de l’armée, notamment les casques balistiques et les coussins de siège résistants aux explosions », a déclaré Wetzel.
Des colonnes en plastique imprimées en 3D et intégrées à une mousse ordinaire forment une « super mousse » hybride capable d’absorber jusqu’à 10 fois plus d’énergie qu’un rembourrage standard. Crédit : Abbey Toronjo/Département du marketing et de la communication de l’Université Texas A&M
En zone de combat, le passage d’un rembourrage standard à une mousse haute densité absorbant 10 fois plus d’énergie n’est pas seulement une prouesse technique, il a le potentiel de réduire les blessures et de sauver des vies.
« En injectant une mousse ordinaire avec des entretoises en plastique bien définies, nous obtenons une protection nettement supérieure, avec un poids supplémentaire très faible », a déclaré Naraghi.
L’équipe étudie comment cette mousse hybride pourrait être intégrée aux casques militaires qui doivent non seulement arrêter les projectiles balistiques, mais aussi amortir les chocs lors de chutes et de collisions violentes.
« Nous ne nous contentons pas d’ajouter des couches aux casques militaires », a déclaré Naraghi. « Nous utilisons une visière composite plus résistante que les rembourrages actuels, tout en étant suffisamment légère pour être portée toute la journée sans fatigue. »
Pour les combattants, cela promet une nouvelle ligne de défense offrant une protection accrue, une sécurité renforcée et une disponibilité opérationnelle optimale sans sacrifier la mobilité ni l’endurance.
« Les traumatismes crâniens demeurent une préoccupation majeure pour l’armée américaine, et toute innovation matérielle permettant d’offrir une meilleure protection, tout en assurant le confort et en réduisant le poids, représente un progrès considérable », a déclaré Wetzel. « De plus, le procédé IFAM est facilement transposable à une production à grande échelle, en conditions réelles. »
Des colonnes en plastique imprimées en 3D et intégrées à une mousse ordinaire forment une « super mousse » hybride capable d’absorber jusqu’à 10 fois plus d’énergie qu’un rembourrage standard. Crédit : Abbey Toronjo/Département du marketing et de la communication de l’Université Texas A&M
L’avenir de la sécurité routière et aéroportuaire
Les mêmes principes de matériaux utilisés pour protéger les soldats pourraient également être adaptés à un usage civil.
« On peut aussi utiliser cette même mousse hybride pour les casques commerciaux : vélos, motos, et même casques de sport », a déclaré Naraghi. « En fait, pour tout équipement conçu pour absorber les chocs violents. »
Au-delà des vêtements de protection, ce nouveau matériau composite pourrait redéfinir les normes de sécurité en matière de protection des passagers et de conception des véhicules.
En recouvrant les pare-chocs et l’intérieur des voitures de cette mousse hybride, les véhicules bénéficient d’un système d’absorption d’énergie de haute technologie capable d’absorber les chocs violents, afin de protéger les passagers des impacts que les rembourrages actuels ne sont pas aussi bien adaptés pour gérer.
« L’une des transitions que nous souhaitons explorer concerne les sièges de sécurité pour passagers et enfants », a déclaré Naraghi.
Silence, conçu
Plus qu’une simple protection physique, la mousse hybride présente un autre potentiel prometteur : la réduction du bruit.
Bien qu’il s’agisse encore d’un objectif à long terme, les chercheurs ouvrent la voie à la conception précise de cette mousse hybride pour une isolation acoustique avancée.
Sous la pression, la mousse et les entretoises en plastique s’associent pour créer un matériau hybride capable d’absorber jusqu’à 10 fois plus d’énergie qu’un rembourrage standard. Crédit : Abbey Toronjo/Département du marketing et de la communication de l’Université Texas A&M
« On pourrait modifier les propriétés de la mousse pour en faire un excellent absorbeur de son qui atténue, voire élimine complètement, certaines bandes de fréquences et vibrations », a déclaré Naraghi.
Autrement dit, ce grondement sourd et profond dans les cabines d’avion et dans les voitures en mouvement, ou le bruit aigu et fort dans les bâtiments résidentiels, pourraient être piégés et atténués à l’intérieur du squelette interne de la mousse hybride.
« Les applications acoustiques n’en sont encore qu’aux premiers stades de la recherche, mais nous aimerions explorer davantage cette propriété, afin de transformer la mousse en un filtre sonore actif plus performant que les matériaux actuels », a déclaré Naraghi.
Confort conçu et personnalisé
Il y a ensuite la question des coussins, et comment ce composite de qualité militaire pourrait se retrouver dans les foyers en permettant ce que les chercheurs appellent un « réglage zonal » des coussins.
« Grâce à notre mousse hybride, vous pouvez adapter différentes zones de votre coussin à vos préférences », explique Naraghi. « Par exemple, ferme pour la nuque, souple pour le dos et moyennement ferme pour les jambes. Il peut être entièrement personnalisé en fonction des besoins, du confort et de la physiologie de chacun. »
Cela signifie la fin de l’ère des coussins standardisés ; désormais, chaque centimètre d’une chaise, d’un matelas ou d’un canapé peut être ajusté pour offrir un soutien précis là où vous en avez le plus besoin ou le plus envie.
Présentation du procédé IFAM. Plus d’informations. Crédit : Composite Structures (2026). DOI : 10.1016/j.compstruct.2026.120158
Innovation axée sur une mission
À une époque où l’innovation évolue au rythme des besoins, les partenariats avec l’ARL et d’autres agences axées sur une mission précise contribuent à transformer des idées de recherche audacieuses en solutions pratiques et déployables qui répondent aux priorités de recherche nationales et mondiales.
« L’ARL établit ces partenariats avec l’industrie et le monde universitaire afin de faire travailler les meilleurs esprits techniques du pays sur les défis critiques de l’armée », a déclaré Wetzel.
Cette collaboration illustre parfaitement l’ingéniosité académique et l’approche de Texas A&M en matière de recherche : transformer des questions fondamentales en capacités transformatrices et tournées vers l’avenir.
« La collaboration étroite au sein de cette équipe a été essentielle à notre réussite », a déclaré Wetzel. « L’équipe du professeur Naraghi à Texas A&M a non seulement fourni une solution novatrice, mais elle possède également la rigueur académique nécessaire pour comprendre les principes fondamentaux de ce nouveau matériau composite. L’ARL bénéficie d’une vaste expérience et d’une expertise pointue dans l’application des matériaux absorbant l’énergie, ce qui nous permet d’orienter la recherche vers des pistes susceptibles d’être intégrées au matériel de l’armée. »
Dans le cas de cette nouvelle super mousse, la protection de demain prend déjà forme : plus légère, plus résistante et conçue de l’intérieur vers l’extérieur.
« À Texas A&M, et dans mon laboratoire, nous nous efforçons de fournir des solutions innovantes qui répondent aux défis d’aujourd’hui tout en anticipant les besoins de demain », a déclaré Naraghi.
https://stories.tamu.edu/news/2026/03/06/hybrid-super-foam-tunable-lightweight-and-ultra-durable
