Science décalée : pourquoi un rasoir s'use si vite alors que les poils sont plus mous que lui

Une lame de rasoir a une espérance de vieespérance de vie d'environ cinq rasages. Cela peut sembler un peu court étant donné que la lame, en acier et en carbone, est 50 fois plus dure que le poil qu'elle est censée couper. Ce grand mystère vient enfin d'être élucidé par des ingénieurs du MIT.

Gianluca Roscioli, étudiant au laboratoire de métallurgie du MIT, n'a pas hésité à payer de sa personne pour mener l'expérience. Il s'est procuré plusieurs lames de rasoir de différentes marques, puis les a utilisées quotidiennement pour se raser, en observant tous les trois jours l'usure de la lame au microscopemicroscope. Contrairement à ce qui était attendu, la lame ne s'émousse pas en devenant plus arrondie ou parce que le matériau s'érode. Le principal phénomène à l'œuvre est l'apparition de minuscules éclats dans la lame, invisibles à l'œilœil nu. « Ces éclats, de la taille de 1/10^e du diamètre d'un cheveu, apparaissent dans la lame au fur et à mesure qu'on l'utilise », témoigne Gianluca Roscioli. Intrigué, l'étudiant a monté un dispositif avec deux de ses collègues permettant de simuler le passage du rasoir sur la peau. Il a ensuite recueilli ses propres cheveux ainsi que ceux d'autres collègues pour avoir un échantillon de cheveux de plusieurs diamètres, puis fait varier différents paramètres (angle de coupe, direction de la force appliquée, et composition de la lame de rasoir). Le tout filmé au microscope électronique à balayagemicroscope électronique à balayage.

Un seul cheveu suffit à créer un microéclat dans la lame

Les trois chercheurs ont alors constaté que dans certaines conditions, un seul cheveu suffit à créer un microéclat dans la lame. Trois paramètres jouent notamment un rôle essentiel : l'angle de coupe de la lame par rapport au poil, l'uniformité microstructurelle de l'alliage acier-carbone et la présence de microfissures à la surface de l'acier.

Contrainte appliquée à la lame par le cheveu au cours de la coupe. © Gianluca Roscioli

Sur le premier point, pas grand-chose à faire. Les poils poussant dans toutes les directions, difficile d'éviter que l'un d'eux ne percute la lame avec un angle défavorable. Sur les deux autres points, en revanche, il serait tout à fait possible de faire des progrès. « On essaie d'obtenir un matériau aussi dur que possible, mais cette dureté se fait au détriment de l'hétérogénéité, créant des microfissures qui peuvent s'agrandir », fait remarquer Cem Tasan, l'un des trois auteurs de l'étude parue dans Science. D'autre part, le processus d'aiguisage durant lequel on frotte la lame sur une surface rugueuse a également tendance à créer des fragilités dans le matériau. Ces faiblesses structurelles sont amplifiées par le stressstress généré par la coupe. « L'hétérogénéité du matériau amplifie la contrainte qui y est appliquée, de sorte qu'une microfissure peut se développer et s'agrandir, même si la contrainte est imposée par quelque chose de mou comme un cheveu », détaille Cem Tasan.

Lames de rasoir : le confort au détriment de la durabilité

Ce compromis semble toutefois assumé par les fabricants : « les consommateurs privilégient la performance et le confort à la durabilitédurabilité », soutient, dans le magazine Wired, Brittania Boey, responsable commerciale de Harry's, une marque américaine de lames de rasoir. Changer fréquemment de lame serait même synonyme de fraîcheur. « Si ces attentes venaient à changer, nous pourrions être amenés à reconsidérer la question », admet-elle cependant.

Car augmenter la durabilité des lames est tout à fait possible sans altérer l'efficacité. Les chercheurs du MIT ont d'ailleurs déjà déposé un brevet provisoire sur un procédé permettant de donner une forme plus homogène à l'acier, afin de limiter l'apparition des microfissures. Alors à moins d'avoir des poils particulièrement récalcitrants, vos lames de rasoir dureront peut-être bien plus longtemps.