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Le terme Invar -- une marque déposée en 1907 par Imphy Alloys -- désigne un alliage composé à 64 % de fer et à 36 % de nickel. Il doit son nom à un coefficient de dilatationdilatation particulièrement faible. Celui des aciers courants est en effet 6 à 10 fois plus élevé. Il a été mis au point à la toute fin du XIXe siècle par le physicienphysicien suisse Charles-Édouard Guillaume, prix Nobel de physique en 1920, lorsque le Comité international des poids et mesures cherchait une solution parfaite pour le mètre étalon de second ordre.
Au cœur de la structure cristalline de l'Invar, les atomes de fer peuvent adopter une configuration ferromagnétique ou une configuration non-ferromagnétique. Le volumevolume de la première configuration est légèrement plus important. Or, lorsque la température augmente, le matériaumatériau a tendance à devenir non ferromagnétique. Une perte de volume compensée par l'expansion thermique naturelle de l'alliage. D'où un volume relativement constant.
Quelques échantillons d’Invar, un alliage au coefficient de dilatation très faible. © US Research Center, Wikipedia, Domaine public
Les usages de l’Invar
Dans sa composition industrielle, l'Invar peut contenir des traces de manganèsemanganèse (0,1 %) et de carbonecarbone (0,4 %) ainsi que d'autres éléments d'addition (magnésiummagnésium, siliciumsilicium, etc.) qui lui confèrent de meilleures propriétés mécaniques, d'ouvrabilité et d'anticorrosion.
Certaines nuances d'Invar présentent un coefficient thermoélastique de dilatation isobareisobare quasi nul entre -180 °C et +100 °C. Des caractéristiques parfaites pour la fabrication des membranes des cuves de méthaniersméthaniers. D'autant que l'Invar résiste aussi à la corrosion marine.
Mais l'Invar est aussi utilisé dans le secteur de l'horlogerie, de la topographie, des mesures physiquesphysiques, de la sismographie, etc.
