Typologie des mousses métalliques
Mousses métalliques - Structures et procédés de fabrication

1.1 Mousses métalliques et matériaux cellulaires

Les matériaux cellulaires se caractérisent par l’imbrication à l’échelle mésoscopique (de 10 µm à 10 mm) d’une phase solide et d’une phase gazeuse. Ils sont nombreux, à commencer par ceux produits par la nature : bois, os, éponge… Ils possèdent des propriétés uniques qui résultent principalement de la combinaison de leur forme cellulaire et des caractéristiques intrinsèques de leur phase solide.

Les métaux cellulaires constituent le sous-groupe des matériaux cellulaires dont la phase solide est un métal. Parmi eux, les mousses métalliques constituent une classe particulière, dont la définition exacte est difficile à établir. En effet, une mousse est, selon une définition stricte, un milieu métastable constitué d’une phase gazeuse dispersée sous forme de cellules à l’intérieur d’une phase liquide continue. Par extension, le terme mousse métallique (solide) désigne tout produit issu de la solidification d’une mousse de métal liquide. Dans un sens encore plus général, il désigne tout métal cellulaire dont la structure présente des similitudes topologiques avec ce dernier type de matériau et qui, de ce fait, affiche des propriétés similaires. Nous emploierons par la suite le terme de mousse métallique dans ce dernier sens.

1.2 Structures des mousses

La structure d’une mousse métallique se caractérise par différentes particularités physiques et morphologiques :

• son taux de porosité, qui est le rapport (exprimé en %) entre le volume occupé par la phase gazeuse et le volume total occupé par la mousse. La densité relative, qui est le rapport (compris entre 0 et 1) entre le volume de métal contenu dans la mousse et le volume total de la mousse, renvoie à la même notion (voir encadré) ;

• sa masse volumique apparente, qui est le rapport entre la masse de la mousse et le volume qu’elle occupe. La masse volumique apparente est aussi le produit de la densité relative de la mousse par la masse volumique du métal constituant sa phase solide (voir encadré) ;

• la continuité de sa phase gazeuse (figure ...