Revue Technique n°2 : Les matériaux de nos smartphones

Dans ce nouveau numéro de la revue technique, nous allons nous intéresser à quelques matériaux utilisés dans la fabrication des mobiles actuels, mais aussi à ceux qui seront utilisés demain !

Cela ne vous a pas échappé, à l’heure actuelle, une grande majorité des modèles sont en « plastique » pour ce qui est de la partie extérieure. Rares sont les mobiles faisant appel aux alliages métalliques. Contrairement à ce que l’ont pourrait penser, utiliser des matériaux métalliques n’est pas nécessairement plus cher que d’utiliser des polymères, dont l’obtention peut coûter une fortune…

L’argument esthétique avancé par certains constructeurs utilisant des matériaux métalliques est parfois justifié par des raisons économiques. Il et tout à fait possible de produire un mobile métallique à des coûts inférieurs à celui d’un même mobile en « plastique ».

Afin d’y voir plus clair, je vous propose de considérer une pièce massive présente sur le Galaxy S2 : la coque arrière. C’est en effet un excellent exemple, et nous allons voir que cette pièce n’est pas un simple « capot en plastique ».

La coque arrière : 

Si vous vous amusez à enlever la coque arrière de votre Galaxy S2, vous pourrez constater qu’elle présente un certain nombre d’inscriptions sur sa partie haute, à côté de l’orifice de l’objectif de l’appareil photo, sur le bord de la pièce.
L’information qui nous intéresse ici est « PC-GF10″. Cette inscription, obligatoire sur toute pièce réalisée à l’aide de matériaux polymères, nous fournit le nom du matériau utilisé dans la fabrication de notre fameuse coque arrière. Il s’agit ici de Polycarbonate GF10. Tout cela est bien joli, mais qu’est-ce que cela veut dire ?

Le Polycarbonate GF10 est un matériau que l’on peut qualifier de haut de gamme. En effet, il ne s’agit pas d’un simple polymère, il est renforcé, et pas avec n’importe quoi : de la fibre de verre ! Pour faire simple, le matériau contient 10% de fibre de verre, GF voulant dire « Glass Fiber » dans le nom du matériau. Il s’agit du même matériau que celui utilisé pour réaliser les phares de voiture, par exemple, en version opaque.

Notre coque arrière est donc sacrément renforcée, et on comprend mieux pourquoi Samsung a décidé de la faire si fine. La présence de la fibre de verre rend la coque plus déformable sans pour autant casser. Question fabrication, elle est réalisée par injection du matériau sous forme pâteuse chaude dans un moule sous une presse. La presse en question doit avoir une force de fermeture de plusieurs dizaines (voire centaines) de tonnes pour supporter l’effort créé par l’injection du matériau ! Vous l’aurez compris, ce n’est pas une fabrication aisée, et bien que parfaitement maitrisée, les outillages restent extrêmement coûteux. Samsung a donc tout intérêt à en vendre des millions !

Regardons à présent du côté de l’écran, ce composant absolument essentiel sur lequel se joue une bataille industrielle acharnée.

L’écran : 

Nous l’avons souvent dit sur le site, l’écran du Galaxy S2 est réalisé en « Gorilla Glass ». Nous vous avions déjà parlé de ses caractéristiques mécaniques très intéressantes lui permettant de résister très bien aux rayures et aux chocs. Mais saviez-vous que les changements brusques de températures étaient son pire ennemi ? Son fabricant, Corning, y a évidemment pensé, rassurez-vous. Toutefois, avec l’arrivée de nouveaux écrans à la résolution HD, un nouveau problème se pose : ces écrans chauffent beaucoup plus que ceux basse définition.

Cette nouvelle donne technologique a poussé les industriels à développer de nouvelles solutions. Aussi, la société Corning vient de présenter un nouveau matériau destiné à la réalisation des écrans : le « Lotus Glass ». Non seulement il est plus résistant aux rayures et aux chocs que le « Gorilla Glass », mais il résiste bien mieux aux changements de température. Concrètement, lorsque l’écran fonctionne, il dégage une certaine quantité de chaleur, laquelle va dilater la dalle de verre.

En se dilatant de quelques microns écran allumé puis en se rétractant de quelques microns une fois celui-ci éteint,  des contraintes apparaissent à l’intérieur du matériau. Ces contraintes, si mal maitrisées, peuvent conduire à une fragilisation de la surface vitrée. C’est pourquoi ces nouveaux matériaux sont développés, encore moins fragiles que les anciens, ils tolèrent des déformations extraordinaires !

La preuve en image avec une plaque de « Lotus Glass » :

Le futur (plus ou moins proche) :

Le Galaxy Nexus est équipé d’une coque arrière en « Hyper Skin », matériau à la désignation inventée pour l’occasion par Samsung, qui est en réalité un polymère faisant appel à des renforts métalliques d’après les premières informations. On constate une évolution permanente au niveau de cette pièce, véritable point sensible sur lequel il est possible de gagner en masse de manière importante sur un mobile.

Avec l’arrivée des smartphones à écran haute résolution, nous avons vu qu’il allait devenir nécessaire d’utiliser des matériaux résistant d’avantage à l’échauffement de l’écran. On peut alors imaginer le successeur du Galaxy S2 équipé d’un écran au revêtement en « Lotus Glass », haute définition et particulièrement solide ! A l’avenir de nous le dire.

L’évolution du choix des matériaux est perpétuelle, et comme nous avons pu le voir, les contraintes évoluent à un rythme très soutenu. Le défi technologique consiste à trouver le meilleur matériau remplissant la fonction demandée, à un prix, toujours moins élevé. Au final, le consommateur en sort vainqueur tant la course à l’innovation côté industriels est intense.

En conclusion, l’utilisation d’un matériau plutôt qu’un autre dans un téléphone est un choix très longuement réfléchi par les concepteurs. Ce choix est remis en question à chaque nouveau modèle comme nous avons pu le constater, le futur promet d’être riche en nouveautés et en innovations ! Les vidéos mettant en scène la chute d’un mobile contre le sol ont encore de beaux jours devant elles…

On se retrouve très bientôt pour un nouveau numéro de la Revue Technique Galaxys2.fr !