60 000 g? Pas de problèmes!

 

Le pic-vert (Picus viridis)

Le pic-vert est un étonnant oiseau capable de frapper un tronc d’arbre 22 à 28 fois par seconde, subissant à chaque coup une décélération de 1200 g (le g est une unité d’accélération conventionnelle et non rigoureuse, mais très utilisée, valant environ l’accélération à la surface de la Terre soit 9,81 m.s^-2). Et cela sans subir de dommage cérébral ni même perdre conscience. Par comparaison, un être humain ne survivrait sans doute pas à une décélération supérieure à 50 g.

Les raisons de cette étonnante résistance sont longtemps restées incomprises. Sang-Hee Yoon et Sungmin Park, chercheurs à l’université de Berkeley en Californie, ont étudié l’anatomie du crâne de l’oiseau et s’en sont inspirés pour créer un dispositif destiné à absorber les chocs les plus violents. Le secret de la résistance du pic-vert réside dans la conception de son crâne. Le bec, résistant, est légèrement élastique. L’os hyoïde (os lingual), sur-dimensionné, entoure le crâne et agit comme un ressort en absorbant les vibrations. L’os spongieux situé au sommet du bec diffuse l’onde de choc avant qu’elle n’atteigne le cerveau; tandis que le liquide céphalorachidien agit comme la dernière barrière protectrice.

Pour tester l’efficacité de cette architecture, les chercheurs ont conçus un petit cylindre de métal (le bec de l’oiseau) dont la paroi creuse a été remplie d’un gel élastique (l’os hyoïde). Un circuit imprimé miniature simulant le cerveau a été placé au centre du cylindre et recouvert de minuscules billes de verre (l’os spongieux). Le cylindre a ensuite été projeté contre un lingot d’aluminium grâce à un mécanisme à air comprimé subissant à l’impact une décélération de 60 000 g. La protection a parfaitement fonctionné puisque le circuit imprimé n’a subi aucun dommage. Sans protection particulière, un circuit électronique ne supporte pas une décélération supérieure à 1000 g.

Les applications de cette découverte sont nombreuses: protection des boîtes noires des avions, des habitacles de certains véhicules, des casques de moto ou de chantier, et bien sûr de tous les appareils électroniques sensibles.