II- Une expérience : une coque de téléphone en fluide non-newtonien

I- Principe de l'expérience et cahier des charges

Pour savoir si un fluide non-newtonien ferait une bonne coque de téléphone, il faut tout d'abord déterminer plusieurs critères : le cahier des charges. Chaque coque de téléphone doit le respecter.

1 - Protéger le téléphone

Il s'agit de sa fonction principale. La coque de téléphone doit pouvoir être bien fixée sur le téléphone pour que celui-ci ne bouge pas à l'intérieur, l'adhérence doit donc être de bonne qualité. Ces deux nécessités permettent de bien protéger le téléphone, et son écran.

2 - Habiller le téléphone

La deuxième fonction d'une coque de téléphone est d'"habiller" le téléphone, il y a donc une volonté d'avoir une esthétique plaisante au consommateur.

3 - Laisser les commandes et branchements accessibles

Dans un soucis d'ergonomie, les commandes (boutons) et les branchements (prise Jack, prise chargeur, micro USB) doivent être à la portée de l'utilisateur, sans qu'il ait besoin de retirer sa coque pour pouvoir utiliser pleinement les fonctionnalités de son téléphone.

4 - Durée de vie

Dans un soucis d'économie, la coque doit avoir une durée de vie minimum d'un an.

II- Recherche du meilleur fluide

Lors de la fabrication de notre coque en fluide non-newtoniens, il nous fallait un fluide qui ne soit ni trop liquide, ni trop solide. Il fallait aussi qu'il soit capable d'absorber les chocs, mais tout en étant élastique ("souple") au repos.

Pour cela nous avons testé plusieurs proportions d'eau pour 12 grammes de maïzena :

- 5 ml

- 7,5 ml

- 10 ml

- 15 ml

Nous avons remarqué que le fluide qui se rapprochait le plus de nos critères était celui qui synthétisé avec 7,5 ml d'eau et 12 grammes de maïzena (pour de plus grandes quantités, tout en respectant nos critères, il suffit de faire un produit en croix).

Celui à 5 ml était trop solide et n'absorbait que très peu les chocs, et ceux à 10 ml et 15 ml étaient trop liquides.

 

Quelques photos durant l'expérience :

 

III- La fabrication de la coque

Pour la fabrication de la coque, le problème était de réussir à faire une pochette étanche et résistante, aux dimensions du téléphone voulu. Pour celà, nous avons décidé d'utiliser un téléphone Sony Z3.

Le plastique étant l'un des matériaux le plus courant pour la fabrication des coques de téléphone, nous nous sommes mis à réfléchir sur lequel utiliser. Nous ne pouvions pas prendre un plastique trop dur, car lors des chocs il aurait été celui qui aurait absorbé les chocs. Nous ne pouvions pas non plus prendre un plastique trop fin, car dans une poche, certains objets (clés...) auraient été susceptibles de le déchirer.

Nous avons donc décidé d'utiliser le plastique permettant de recouvrir des manuels scolaires, car il est résistant, souple et facile à travailler pour pouvoir le mettre à la dimension choisie.

Le problème était de réussir à rendre entièrement étanche la pochette, mais pour cela il nous fallait réussir à souder deux morceaux de plastique ensemble, et ceci de manière régulière et sans aucune brèche (pour que l'air ne passe pas et que le fluide ne sèche pas, et puisse donc conserver ses propriétés dans le temps) :

- Tout d'abord, nous avons pensé à faire fondre avec un briquet le côté choisi. Les deux morceaux de plastique avait "fusionné" ensemble, mais il y avait de nombreux trous et la soudure n'était pas solide

- Ensuite nous avons essayé avec du scotch, les deux morceaux n'étaient pas parfaitement accrochés ensemble, et il y avait donc une fuite.

- Puis, nous avons pensé à faire chauffer une barre de métal (la grille d'un four de cuisine) que l'on pose sur le plastique à l'endroit où la soudure est souhaitée. La soudure obtenue était plutôt nette et étanche, mais il y avait une légère fuite sur certaines pochettes-test.

- Nous avons ensuite décidé d'essayer avec un pistolet à colle, mais les jointures étaient trop fragiles.

Nous avons donc décidé d'utiliser la barre de métal pour pouvoir souder les deux morceaux de plastique, il s'agit de la solution présentant le moins d'imperfection.

La mise sous vide nécessite une machine spécifique, nous avons donc décidé de contacter un commerçant qui en possédait une, mais le problème était qu'on ne pouvait pas aspirer l'air sans aspirer le fluide. Nous avons tenté de pasteuriser notre fluide, en plongeant la pochette dans de l'eau bouillante pendant 10 minutes, mais le mélange d'eau et de maïzena cuisait, ce qui n'était pas l'effet recherché.

Une fois que la pochette fut réalisée, nous l'avons remplie avec du fluide, puis nous avons pris du tissu pour en faire une vraie coque.

Pochettes remplies de fluide de mélange eau + maïzena (et colorant alimentaire).

La coque, les pochettes sont insérées par 2 ouvertures dans la coque en tissu.

 

IV- Tests et résultats sur la coque

Pour pouvoir tester les différents paramètres exposés dans le cahier des charges, nous avons imaginé plusieurs tests.

1 - Résistance aux chocs

Tout d'abord, pour tester la résistance aux chocs, nous avons décidé de laisser tomber le téléphone (et sa coque) de plusieurs hauteurs :

- 30 cm : la coque et le téléphone résistent

- 50 cm : la coque et le téléphone résistent

- 1 m : la coque et le téléphone résistent

- 1 m 50 : risque que la coque explose, le téléphone résiste.

2 - Adhérence

Ensuite, pour tester l'adhérence de la coque au téléphone, nous avons décidé de secouer le téléphone (et sa coque) dans un saladier avec d'autres objets, pour modéliser un sac.

Au contact des objets, la coque se durçissait, et le téléphone était donc bien protégé.

3 - Ergonomie

Pour finir, pour tester l'accessibilité du téléphone, nous avons décidé d'essayer de brancher sans difficulté un chargeur et des écouteurs. Puis nous avons décidé de prendre une photo sans que l'objectif soit obstrué. Enfin, pour savoir si la coque altère ou non le niveau sonore du téléphone, nous avons décidé de mesurer le volume du son avant et après avoir mis la coque.

Il n'y a aucune difficulté pour brancher un chargeur et des écouteurs.

L'objectif est obstrué et nous ne pouvons donc pas prendre de photos quand la coque est sur le téléphone.

La coque n'altère pas le niveau sonore du téléphone, juste ses vibrations.