Plonger sans moteur

Des chercheurs de l'ETH Zurich, sous la direction de la professeure de l'ETH Kristina Shea, ont développé avec des collègues du Caltech à Pasadena, en Californie, un nouveau concept de propulsion pour les robots de plongée. L'entra?nement utilise les variations de température dans l'eau et se passe de moteur, de carburant et d'alimentation électrique.

Dans le cadre d'une étude de faisabilité, les scientifiques ont développé un mini-sous-marin de 7,5 centimètres de long équipé de pagaies, qu'ils ont entièrement fabriqué sur une imprimante 3D. Les chercheurs en font état dans la revue spécialisée page externePNAS.

Les pagaies sont mues par un élément de propulsion dont la pièce ma?tresse est constituée de deux bandes de plastique à mémoire de forme, développées par la professeure Shea de l'ETH et son doctorant Tim Chen. Les bandes de plastique servent de "muscles" au bateau. Elles sont con?ues pour se dilater dans l'eau chaude. Lorsque l'eau dans laquelle flotte le mini-sous-marin est chauffée, l'expansion des "muscles" fait qu'un élément de levage se rabat rapidement et déclenche ainsi un coup de pagaie. Le mouvement, la force et le timing du coup de pagaie sont définis avec précision par la construction du sous-marin.

Véhicule avec plusieurs éléments de propulsion

Actuellement, les mini-véhicules sont con?us de manière à ce que chaque élément de levage puisse donner un coup de pagaie et doive ensuite être réinitialisé manuellement. Comme le soulignent les scientifiques, il est toutefois possible de construire des robots sous-marins complexes avec de nombreux éléments d'entra?nement. Les scientifiques ont ainsi déjà construit un mini-sous-marin qui avance d'un coup de pagaie, dépose une pièce de monnaie et se retire finalement au point de départ avec un deuxième coup de pagaie dans le sens inverse. Gr?ce aux dimensions des muscles en plastique, les scientifiques ont défini l'ordre dans lequel les coups de pagaie sont déclenchés : Les fines bandes de plastique se réchauffent plus rapidement dans l'eau chaude et réagissent donc plus vite que les bandes plus épaisses.

Parmi les développements envisageables, on trouve l'utilisation de matières plastiques qui ne réagissent pas à la température de l'eau, mais à d'autres influences environnementales, comme par exemple le degré d'acidité ou la salinité de l'eau.

"Le point central de notre travail est que nous avons mis au point un nouveau type de propulsion très prometteur, entièrement imprimé en 3D et fonctionnant sans source d'énergie externe", explique Shea, professeure à l'ETH. Une application ultérieure possible serait un véhicule à faible consommation d'énergie pour l'exploration marine.