Pourquoi le Titanic n’aurait pas coulé aujourd’hui et d’autres tragédies qui auraient pu être évitées

Toutes ces catastrophes auraient été évitées grâce aux progrès des matériaux que nous connaissons aujourd’hui.

La fragilité de l’acier du Titanic

Le 1er septembre 1985, Robert Ballard découvre le Titanic à 3 700 m au fond de l’océan Atlantique. Le navire avait été divisé en deux sections principales, séparées d’environ 600 m. La collision avait créé des ouvertures dans la coque totalisant 1 115 m².

Lors d’une expédition sur l’épave dans l’Atlantique Nord le 15 août 1996, des chercheurs ont récupéré de l’acier de la coque du navire pour fabriquer analyse métallurgique. Une analyse minutieuse a révélé que l’acier présentait une température de transition ductile-fragile élevée, le rendant impropre à un service à basse température. Au moment de la collision, la température de l’eau était de –2°C.

Aujourd’hui, la qualité de ces aciers s’est multipliée de façon exponentielle.

L’erreur est restée sur les navires Liberty

Durant la Seconde Guerre mondiale, les États-Unis ont construit plus de 6 000 navires. Navires Liberty pour soutenir la Grande-Bretagne. Une des particularités de sa fabrication était que les plaques d’acier de la coque étaient soudées et non reliées par des rivets. Lorsque trois de ces navires se sont littéralement brisés en deux, la raison a semblé claire au début et la soudure des plaques a été mise en cause. Cependant, le la véritable cause était liée à la fragilité de l’acier à basse température.

Ces navires, ainsi que le SS Schenectady, le Pendleton et le Fort Mercer, ont résisté à des températures proches de -2⁰ C, comme celles subies par le Titanic lors de son naufrage dans l’Atlantique Nord en 1912.

À ces températures, l’acier utilisé dans les casques devenait cassant et se cassait facilement. La clé du problème réside dans la température qui détermine le moment où un matériau passe de ductile à fragile (DBTT). Ce changement de comportement n’a été découvert que des années plus tard et a posé un défi à la recherche métallurgique au cours du dernier demi-siècle.

Les progrès de la métallurgie au XXe siècle ont permis de modifier la composition de l’acier pour qu’une transition aussi brutale ne se produise pas et de réduire ce risque. Nous savons aujourd’hui que la relation entre les éléments qui composent l’acier est essentielle pour optimiser son comportement, et qu’elle influence également sa sensibilité aux basses températures et sa susceptibilité à la formation de fissures.

Avec quelques changements dans la composition de l’acier, de nombreuses catastrophes auraient été évitées. Et pas seulement le naufrage des navires.

Challenger : l’effet de la température

La tragédie du Challenger en 1986 a été l’une des catastrophes les plus choquantes du XXe siècle. Ce vol de la NASA avait une importance particulière, puisque à son bord se trouvait Christa McAuliffe, une enseignante sélectionnée pour le programme Teachers in Space, promu par le gouvernement de Ronald Reagan.

Le lancement devrait raviver l’intérêt pour les voyages spatiaux, démontrant sa sécurité croissante. Cependant, 73 secondes après le décollage, le Challenger s’est désintégré à une altitude de 14,6 kilomètres, provoquant la mort des sept membres d’équipage.

L’enquête a révélé que l’accident était causé par la défaillance des joints toriques des propulseurs à combustible solide. Ces joints, fabriqués en fluoroélastomères (FKM), présentaient une perte d’élasticité à basse température.

Le matin du lancement, la température était de -3⁰ C, ce qui empêchait les joints de bien sceller. Cela a permis l’échappement de gaz chauds qui ont provoqué la rupture de l’hélice droite, déclenchant le désastre.

En 1986, il savait déjà que les joints toriques étaient vulnérables aux basses températures et plusieurs experts suggérèrent de reporter le décollage. Mais la pression pour le succès de la mission a prévalu, ignorant les avertissements concernant le comportement du matériel dans des conditions défavorables.

Havilland Comet et la fatigue des métaux

Le Havilland DH.106 Comet a été le premier avion à réaction commercial et a marqué une étape importante dans l’aviation lorsqu’il a commencé à fonctionner en 1949. Propulsé par des turbines, il volait à des altitudes plus élevées et avec moins de turbulences, améliorant ainsi le confort des passagers. Sa conception aérodynamique, avec des ailes en flèche et des moteurs intégrés, le rendait plus efficace.

Cependant, entre 1953 et 1954, Comet a subi une série d’accidentsdont le vol G-ALYV, qui s’est désintégré au-dessus de Calcutta.

Dans un premier temps, on pensait que les causes étaient climatiques. Mais l’enquête a révélé un problème dans la conception structurelle de l’avion : les fenêtres carrées.

Ces fenêtres servaient de concentrateurs de contraintes, provoquant des fissures dues aux cycles de pression lors des vols. À chaque cycle, les fissures se sont multipliées jusqu’à provoquer une décompression explosive, provoquant la désintégration de l’avion.

Cette découverte a été cruciale pour l’industrie aéronautique, qui a adopté les fenêtres ovales que l’on voit aujourd’hui sur les avions pour éviter la concentration des contraintes et réduire le risque de fatigue du métal.

Navette spatiale Columbia : Corrosion

Le 1er février 2003, la navette spatiale Columbia s’est désintégrée lors de sa rentrée dans l’atmosphère, tuant les sept membres d’équipage.

La catastrophe est due à des dommages sur l’aile gauche, provoqués par un morceau de mousse isolante tombé lors du lancement, affectant les plaques de protection thermique. Ces dommages ont exposé la structure interne de la navette aux gaz chauds de l’atmosphère, ce qui a affaibli le navire et provoqué sa désintégration.

L’un des facteurs était le corrosion des matériaux métalliquesqui s’aggrave dans l’espace en raison de l’exposition à l’oxygène élémentaire hautement réactif dans les couches supérieures de l’atmosphère. Depuis, les contrôles de sécurité accordent une plus grande attention à la corrosion des matériaux, qui n’est plus négligée, évitant ainsi de futurs accidents.

L’engagement envers la science et l’ingénierie des matériaux

Les catastrophes mentionnées soulignent l’importance de la science et de l’ingénierie des matériaux pour la sécurité et le succès des technologies modernes.

Comprendre comment les matériaux se comportent dans différentes conditions est essentiel pour prévenir les défaillances catastrophiques. Des personnalités comme Elon Musk ont ​​souligné l’importance de cette discipline, encourageant les gens à étudier des carrières en sciences et en ingénierie, cruciales pour le développement de l’industrie spatiale et d’autres domaines. Et, comme nous l’avons vu, d’éviter de terribles accidents dans l’histoire future.

**Cet article a été initialement publié leLa conversation