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L'impression 3D s'invite 20 000 lieues sous les mers

Un sous-marin imprimé en 3D se déplace grâce aux changements de température !

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by Hanna Watkin
Jun 8, 2018

Les chercheurs de l’ETH Zurich et de Caltech ont développé un sous-marin imprimé en 3D qui n’a pas besoin de carburant, d’électricité, de propulseurs ou même de moteur. Au lieu de cela, il exploite les changements de température de l’eau pour effectuer des mouvements complexes.

On dit souvent que les humains en savent plus sur le domaine spatial que sur les profondeurs de l’océan. S’il est vrai que nous avons lu de nombreuses histoires où l’impression 3D est utilisée pour l’exploration spatiale, l’impression 3D pourrait aussi s’avérer utile pour explorer nos océans grâce à un nouveau concept de propulsion pour les robots sous-marins.

Des chercheurs de l’ETH Zurich, sous la direction du professeur Kristina Shea et de ses collègues de Caltech à Pasadena, Californie, ont créé un sous-marin palmé en utilisant des imprimantes 3D.

La particularité de ce sous-marin est qu’il n’a ni générateur, ni moteur, ni propulseur. Comment fonctionne-t-il donc ? Cet engin a été imprimé en 3D à l’aide d’un polymère à mémoire de forme pour créer des muscles qui « exploitent les variations de température ».

Le professeur Shea, professeur à l’ETH, explique : « Le principal point à retenir de notre travail est que nous avons développé un nouveau moyen de propulsion prometteur, entièrement imprimé en 3D, ajustable et qui fonctionne sans source d’énergie externe… Cela pourrait être développé encore davantage pour créer un navire à faible puissance afin d ‘explorer les profondeurs des océans ».

Explorer les profondeurs des océans avec un sous-marin imprimé en 3D ?

Le sous-marin de démonstration de faisabilité développé par les chercheurs mesure 7,5 centimètres de long et est équipé de palmes. Ces palmes font bouger le sous-marin en utilisant un « élément de propulsion bistable » actionné par deux bandes de polymère à mémoire de forme.

Les bandes se dilatent dans l’eau chaude et propulsent le robot, en reprenant le même principe de fonctionnement que des muscles. Lorsque le sous-marin flotte dans de l’eau chaude, ses muscles se dilatent, l’élément bistable s’enclenche et le submersible se déplace grâce à un coup de palme.

En raison de cette particularité, le sous-marin peut effectuer des mouvements complexes. Les chercheurs ont démontré que le sous-marin pouvait pagayer vers l’avant, déposer une pièce de monnaie et revenir à son point de départ. Tout cela, rien qu’en détectant les changements de température de l’eau !

Le matériau et la géométrie du sous-marin déterminent la durée de la manœuvre ainsi que le mouvement directionnel et même la force exercée. Par exemple, plus les bandes de bandes de polymère sont minces, plus elles se réchauffent et réagissent plus rapidement.

Bien sûr, certains aspects de ce projet ont encore besoin d’être travaillés. Par exemple, chaque vérin peut effectuer un seul coup de palme. Le sous-marin doit également être reprogrammé manuellement.

La solution serait de fabriquer des robots sous-marins complexes ayant plus d’un vérin. Les chercheurs pourraient également utiliser des polymères qui ne réagissent pas avec la température de l’eau mais avec d’autres paramètres, comme par exemple la salinité ou l’acidité de l’eau.

Vous pouvez en savoir plus sur le travail du chercheur en lisant l’article dans la revue PNAS.

Source : ETH Zurich

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