Un morceau de caoutchouc capable de compter jusqu'à dix: c'est le fruit du travail des physiciens Martin Van Hecke et Lennard Kwakernaak, de l'Université de Leiden et de l'institut de recherche AMOLF à Amsterdam. Ces derniers ont récemment présenté ce nouveau métamatériau dans la revue
Physical Review Letters.
Lennard Kwakernaak présente un échantillon de ce caoutchouc équipé de 22 tiges regroupées en paires. Il l'appelle un "compteur de barres". Lorsqu'on le presse, le résultat est inattendu: les barres se courbent toutes vers la gauche, sauf la première, qui se courbe vers la droite. Cette dernière pousse ensuite la paire suivante vers la droite, un comportement qui se déplace d'un rang à chaque pression. C'est ainsi que le matériau "compte" jusqu'à dix.
Ce bloc de caoutchouc est un exemple de métamatériau mécanique. Les propriétés de ces matériaux sont déterminées non seulement par leur composition, mais aussi par leur structure. L'équipe de Martin Van Hecke étudie comment de simples matériaux peuvent être utilisés pour traiter l'information, un peu comme un ordinateur. Une barre qui passe de la gauche à la droite est similaire à un bit d'ordinateur représentant un '0' ou un '1'. Selon Kwakernaak, concevoir la structure pour qu'elle réponde comme souhaité n'est pas évident. Compter est la computation la plus simple qu'ils aient pu concevoir, c'était donc un point de départ logique.
Lennard Kwakernaak explique que lorsqu'on développe un tel matériau, on doit comprendre son fonctionnement. Ici, son comportement est relatif au contact d'une barre avec ses voisins directs. L'équipe de recherche a également réussi à faire en sorte que le caoutchouc réagisse différemment en fonction du niveau de force exercé lors de la pression, permettant la création d'un métamatériau qui compte jusqu'à la fin uniquement si on le presse avec la bonne force.
Ces métamatériaux pourraient avoir de multiples applications, comme le comptage de voitures de différentes catégories de poids passant sur un pont, ou la création d'un podomètre. Ils sont avantageux car ils sont bon marché, robustes et nécessitent peu d'entretien. Kwakernaak, quant à lui, apprécie particulièrement de voir comment des choses apparemment simples peuvent s'avérer complexes.
La prochaine étape pour Lennard Kwakernaak est de concevoir une structure plus "puissante", où l'interaction entre voisins se produit non pas seulement dans une direction, mais dans un plan. "Cela pourrait avoir le comportement d'un ordinateur simple" selon lui.