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Posté le par Romain FOUCHARD dans Innovations sectorielles

Quoi de neuf dans le domaine de l'innovation ce mois-ci ? Des cellules photovoltaïques efficaces aussi la nuit ; un rat robotique super agile et un hydrogel qui doit sa résistance aux plantes.

Travail de nuit pour les cellules photovoltaïques

Près de 750 millions de personnes dans le monde n’ont pas accès à l’électricité une fois la nuit tombée. Pourquoi cela ? Tout simplement parce que cela demande de stocker l’énergie obtenue en journée, à l’aide de batteries par exemple. Ainsi, les fameuses cellules photovoltaïques produisent uniquement de l’énergie diurne à partir du rayonnement solaire. Les tentatives théoriques et expérimentales visant à récupérer l’énergie issue du refroidissement radiatif durant la nuit se sont succédées… sans en voir aucune être réellement concluante. Des chercheurs de la Stanford University se sont donc attelés à la tâche, le résultat de leurs travaux ont été publié le 5 avril 2022 dans Applied Physics Letters. Les scientifiques ont mis au point un appareil incorporant un générateur thermoélectrique capable de collecter l’électricité issue de la différence de température entre les cellules photovoltaïques et l’air ambiant. Leur système est parvenu à atteindre un rendement de 50 mW/m² lors d’une nuit claire, avec une tension en circuit ouvert de 100 mV. Des valeurs de magnitude supérieure aux démonstrations précédentes. Peu coûteuse, cette invention pourrait même s’ajuster directement aux cellules préexistantes !

Le rat-robot a troqué ses roues pour des pattes

L’équipe chinoise du professeur Qing Shi, du Beijing Institute of Technology, avait déjà réalisé un rat robotique monté sur roues. Désormais, le voilà muni de quatre pattes… Le rat brun (rattus norvegicus) est un modèle biomimétique d’intérêt, car très agile et adaptable. Les scientifiques ont donc construit SQuRo, un rat robotique quadrupède de seulement 220 g. Mais que l’on ne s’y trompe pas ! SQuRo est d’une efficacité redoutable. Il est par exemple capable de porter des charges de 200 g – soit 91 % de sa masse. Une série de tests l’a aussi vu franchir un passage étroit de 90 mm, traverser un obstacle haut de 30 mm et se déplacer sans problème sur une pente de 15° ! Décrit plus en détail dans le IEEE Transaction Robotics du 7 avril 2022, SQuRo est également capable de réaliser toute une panoplie de mouvements grâce à son échine flexible : s’accroupir, ramper, se retourner et même se relever par lui-même après une chute ! Un petit cascadeur donc, qu’il faudra suivre avec attention…

Un hydrogel qui casse des briques

Les hydrogels sont largement employés, en dépit de leurs limitations : faible force d’activation, lenteur de réponse, sensibilité à la pression… Une équipe de chercheurs de la Seoul National University, en Corée du Sud, s’est inspirée de la turgescence des plantes pour y remédier. Quand l’eau pénètre dans les cellules biologiques de la plante, elle les dilate par la même occasion. La pression qui en découle a pour effet de rigidifier les parties molles : tiges, feuilles, pétales. Par mimétisme, les scientifiques ont enrobé leur hydrogel d’une membrane semi-perméable flexible et robuste, de manière à améliorer sa résistance au stress. Ensuite, ils ont ajouté un électrolyte dans la solution aqueuse en appliquant un champ électrique, ce qui a permis de réduire le temps de réponse de l’hydrogel. Finalement, ce dernier a pu supporter un stress intense – 0,73 MPa en 96 minutes – sur un volume de 1,16 cm³. Une valeur même surpassée, et en bien moins de temps, grâce à l’électrolyte : 0,79 MPa en seulement 9 minutes cette fois-ci ! En se gonflant, l’hydrogel peut casser une brique comme permettre la construction rapide de structures sous-marines. Et comme si cela ne suffisait pas, l’article de Science daté du 14 avril 2022 indique qu’il pourrait être d’un grand intérêt dans des domaines comme ceux de la robotique molle, de l’optique adaptative ou encore de la biomédecine…

Pour aller plus loin

Posté le par Romain FOUCHARD


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