Pourquoi tenir un œuf entre deux mains et presser le long de son axe long rend-il presque impossible de le casser? Le professeur Marc Andre Meyers a d’abord été intrigué par cela alors qu’il grandissait au Brésil. Il a ensuite proposé le problème à ses étudiants, ce qui a abouti à l’article « Nature’s technical ceramic: la coquille d’oeuf aviaire ‘ publié aujourd’hui dans Journal of the Royal Society Interface.

La coquille d’œuf a pour fonction de protéger l’embryon de l’environnement, mais elle ne peut pas être trop forte sinon le poussin ne pourrait pas sortir et éclore. Il est fait de carbonate de calcium, un biominéral important, qui est différent de l’hydroxyapatite, le composant minéral de l’os.

Dans l’étude, des œufs de différentes tailles, de la caille à l’autruche, ont été testés sur leur résistance à l’aide d’un système électromécanique qui comprimait les œufs entre deux morceaux de caoutchouc. Lorsqu’un œuf est ainsi comprimé, des contraintes de traction se développent radialement dans la coquille. Ce n’est que lorsque cette contrainte de traction radiale atteint un niveau critique, égal à la résistance à la traction du carbonate de calcium, que l’œuf se casse.

Les œufs de poule ont une résistance à la compression de 100 lb, alors que les œufs d’autruche ont des valeurs de plus de 1000 lb. La taille et l’épaisseur de la coque étaient les facteurs les plus importants pour déterminer la résistance de la coque. La force des coquilles d’œufs diminue avec l’augmentation de la taille et donc de l’épaisseur, mais la force nécessaire pour casser l’œuf augmente car la contrainte (force / surface) est moindre.

Le professeur Meyers était heureux d’avoir enfin une réponse à la question qui l’intriguait depuis des années:

 » Nous avons répondu au paradoxe qui m’a été posé il y a cinquante ans, et cela me rend très heureux. Cet article a révélé, pour la première fois, le mécanisme par lequel les œufs se cassent lorsqu’ils sont soumis à une compression axiale. Ce n’est pas la compression par mes mains qui brise l’œuf, mais la tension générée radialement. »

Parlant d’élargir le travail, il a déclaré:

« Nous aimerions vérifier l’universalité de nos équations en testant des œufs de toutes sortes d’oiseaux. Il existe une variété d’oiseaux intéressants que nous n’avons pas testés car leurs œufs sont difficiles à trouver: pingouins, aigles, dinosaures… « 

En 2015, le nombre d’œufs de table produits en Amérique était de 83,1 milliards. De ce nombre, environ 6,4% devraient être endommagés ou brisés entre la production et l’arrivée au consommateur. Et avec une douzaine d’œufs d’une valeur moyenne de 2,47 $, cela équivaut à une perte de plus d’un milliard de dollars par an rien qu’aux États-Unis.

Comprendre la biomécanique des coquilles d’œufs n’a jamais été aussi important.