Armée du futur

Un verre auto-nettoyant, non-éblouissant et qui ne s’embue pas [TRL 4-6]

admin — Tue, 08 May 2012 12:46:52 +0000

Des chercheurs du MIT ont créé un verre auto-nettoyant, non-éblouissant et qui ne s’embue pas. Ce serait la première fois qu’une telle surface combinerait toutes ces propriétés. Cette surface nano-texturée pourrait être fabriquée à bas coût.

Le motif de la surface, un ensemble de nano-cônes cinq fois plus gros que leur base (200 nm), repose sur une nouvelle approche de fabrication que l’équipe a développée en utilisant des techniques de revêtement et de gravure issues de l’industrie des semiconducteurs. L’équipe a déposé un brevet pour le procédé.

On commence la fabrication en recouvrant une surface de verre de plusieurs minces couches, comprenant une couche photorésistante, qui est ensuite illuminée par un motif quadrillé et gravée à l’eau forte; des gravures successives produisent les formes coniques.

Ces nanocônes peuvent apparaître fragiles au microscope, mais ils devraient en fait être résistants à une large gamme de forces, allant des impacts de gouttes de pluie aux poussières envoyées par le vent, en passant par les traces de doigt. Des essais complémentaires sont toutefois nécessaires pour savoir comment les surfaces nanotexturées résistent au temps en conditions réelles.

La fenêtre nanotexturée accroît l’énergie de surface de l’eau et piège la lumière qui se réfléchit à sa surface.

La première propriété est illustrée par la figure ci-dessous. La figure de gauche montre une goutte d’eau se répandant sur une surface de verre normale. Le verre a une très large énergie de surface, alors que l’énergie de surface de l’eau est beaucoup plus petite. Par conséquent, pour réduire l’énergie de surface totale du système, l’eau se répand largement (dans le mesure de son taux d’évaporation).

Sur la figure de droite, on voit que lorsque la goutte d’eau touche les cônes, une large surface du verre est recouverte par une très petite surface d’eau. Faire s’écouler les gouttes d’eau le long des cônes demande beaucoup d’énergie. En outre, au cours du déplacement de l’eau le long des cônes, la goutte devient non-sphérique puisqu’elle est attirée par le bas. Le résultat final est que la goutte d’eau est repoussée par la surface nanotexturée. De plus, au contact avec la surface, l’eau accroche la poussière, le gros étant suspendu aux parties supérieures du cône puisque les grains de poussière ne peuvent pas pénétrer dans les très étroits interstices entre les cônes.

Le seconde propriété consiste à éliminer l’éblouissement à la surface du verre. Dans la partie gauche de la figure, un rayon de lumière est partiellement réfléchi à la surface (à cet angle, environ 6% de la lumière est réfléchie). La partie droite de l’image montre un rayon de lumière interagissant avec la surface nanotexturée du verre. Chaque réflection réduit l’intensité du rayon réfléchi d’environ 6 %, ce qui signifie que le premier rayons rebondit avec 6 % de l’intensité de départ, le second avec seulement 0,36 %, le troisième avec 0,022 %, etc. Au final, presque aucune lumière n’est réfléchie de la surface nanotexturée. Cette explication est un peu simpliste car elle se cantonne à l’optique des rayons ; un traitement correct de ce type de surface inclut les effets d’interférence et de dispersion, mais donne en gros le même résultat.

Ces propriétés uniques dérivent de la forme de la surface nanotexturée. Les chercheurs estiment qu’on pourrait fabriquer des films polymères transparents avec une surface nanotexturée simplement en les passant à travers une paire de rouleaux texturés au moment où ils sont en partie moulés. Un tel procédé ne coûterait guère plus cher.

Cette vidéo montrant les goutellettes d’eau littéralement rebondir au-dessus de la surface de verre nanotexturée.

Source: MITNews & Gizmag.

Un “gros” ordinateur quantique [TRL 1-3]

admin — Tue, 08 May 2012 12:22:34 +0000

Dans un ordinateur quantique, des ions piégés stokent l’information quantique (qubits). Réaliser des calculs revient à réunir ces ions. Toutefois, cela ne marche pas dans une grosse machine.

L’équipe de Kielpinski, de l’université australienne de Griffith, propose une autre approche du calcul quantique, toujours avec des ions : utiliser les circuits superconducteurs. Maintenu à l’intérieur d’un capaciteur, tous les ions font de fait partie d’un circuit.

Le circuit ne peut sentir l’état quantique des ions que faiblement parce que leurs fréquences naturelles sont très différentes. Alors, l’équipe a ajouté un capaciteur supplémentaire et l’a fait vibrer à l’aide d’ondes sonores à une fréquence de 1 gigahertz. Cela a accordé le circuit et lui a permis de répondre aux vibrations des ions: de la sorte, l’état quantique des ions peut être transféré rapidement au circuit. Une puce qui associe ions et circuits de la sorte pourrait être capable de manipuler plusieurs qubits, ce qui pourrait ultimement permettre de cracker des codes cryptographiques et simuler les théoriques quantiques propres à l’univers.

L’appareil pourrait s’avérer difficile à construire, mais l’idée est là, concluent les chercheurs.

Source : New Scientist.

Record d’efficacité avec des panneaux photovoltaïques teintés [TRL 6]

admin — Tue, 08 May 2012 12:19:46 +0000

G24 Innovations (G24i), située au Pays de Galles, a obtenu un record d’efficacité avec des panneaux photovoltaïques teintés : 26% ! Le précédent record était de 15 %.

La technologie est conçue pour rechercher à l’intérieur des appareils électroniques comme des claviers sans fil. Elle supprime le besoin de piles.

Les panneaux teintés utilisent des nanoparticules dans des suspensions d’électrolyte. G24i a récemment dévelopé une nouvelle composition de colorant et d’électrolyte pour parvenir à une efficacité de conversion de 26 %.

Lors de ses essais, G24i a utilisé des lampes fluorescentes à économie d’énergie GE Polylux 827 à 200 lux comme source lumineuse, ce qui produisait 16,8 microwatts à travers les panneaux. Cela suffit pour alimenter des claviers sans fil. A terme, cela pourrait alimenter des téléphones et des tablettes à condition que l’efficacité s’accroisse encore.

G24i utilise aussi des supercapaciteurs pour stocker temporairement l’énergie dans des prototypes construits pour des clients potentiels.

Source : The Engineer.

Des robots multifonctionnels assemblés en quelques minutes [TRL 7-9]

admin — Tue, 08 May 2012 12:16:10 +0000

La société britannique Robosynthesis a mis au point des robots en kit afin de permettre aux militaires de construire les robots de la taille et de la forme qui leur faut. Différents capteurs et outils permettent de l’accessoiriser (mat, radio,…).

Le kit EXTRM permet de remplir des missions de reconnaissance, de détection de matériaux dangereux, voire de déminage.

Les composants du robot EXTRM sont principalement faits en composites de fibres de carbone et émettent une signature magnétique relativement faible, ce qui les rend difficiles à détecter.

Le logiciel du système permet à tous les composants de communiquer entre eux, ce qui signifie qu’ils ne nécessitent pas une configuration complexe pour être connectés.

Toutefois, ces robots EXTRM pourraient ne pas être aussi résistants que d’autres systèmes, ce qui les rend inappropriés pour des tâches très specialisées, comme l’inspection de canalisation. Mais s’ils se cassent, on peut les réparer facilement en remplaçant la partie endommagée.

Le système a été développée grâce à 150 000 £ du centre de l’entreprise de défense du Ministère de la défense britannique. Il est en cours de qualification.

Le kit devrait être commercialisé d’ici l’été 2012. La nature modulaire du système devrait le rendre peu cher à fabriquer à cause des parties communes à différents kits, qui permettent de jouer sur l’effet série.

Robosynthesis a également développé un système pour permettre aux robots d’avancer un peu sur le modèle des homards. Il comprend un contrôle “glisse-et-attrape” qui permet au robot de se hisser sur un sol inégal avant de bouger de nouveau, au lieu de dépenser de l’énergie à s’accrocher quelque part.

Source : The Engineer.

L’armée américaine s’intéresse à des lentilles de contact avec système d’affichage intégré [TRL 4-6]

admin — Tue, 08 May 2012 12:05:06 +0000

Le Pentagone a commandé à Innovega un prototype de lentille de contact utilisant la technologie iOptik. Ces lentilles intègrent un HUD, c’est-à-dire un système d’affichage intégré permettant d’afficher directement sur la lentille diverses informations en sur-impression et en temps réel. Cette technique est bien connue des joueurs de jeux vidéos.

La société Innovega envisage également des applications grand public, dans le même style que les récentes lunettes de Google affichant des informations en réalité augmentée (Project Glass).

Source : Génération Nouvelles Technologies.

Mise en production du drone marin de surface Piranha [TRL 9]

admin — Tue, 08 May 2012 12:00:38 +0000

La société américaine Zyvex Marine a mis en production son drone marin de surface Piranha, dont nous avions déjà parlé en 2010.

Comme son prototype, le Piranha est en Arovex, la fibre de carbone nano-augmentée brevetée par Zyvex. Ce matériau est plus léger que la fibre de verre ou l’aluminum. Le bateau, long de 16 mètres, a une consommation d’essence de 45,4 litres par heure en vitesse de croisière (44 km/h). Cela représenterait 75% d’économie par rapport à un bateau « traditionnel », qui consomme 189 litres de l’heure; son rayon d’action en est décuplé. En somme, ce bateau de 3 600 kg peut transporter 6 800 kg de charge utile à une distance de 4 000 km. L’équipage peut donc rester au sol, à n’importe quel point du globe, affirme la société.

La société a annoncé deux nouvelles plateformes basées sur le Piranha : le LRV-11 et le LRV-17. Ces deux versions peuvent être habitées ou inhabitées.

Dans un monde que Zyvex voit rempli de pirates et de terroristes des mers, son bateau réaliserait des missions d’escorte, mais aussi des frappes soudaines et furtives, rôdant silencieusement pendant des jours ou des semaines avant de lancer des missiles Hellfire ou des torpilles Mark 54. Ou encore, il pourrait servir à déminer.

Si Zyvex reconnaît que de nombreuses missions nécessitent une présence humaine, l’envoi de plateformes inhabitées permet de gagner du temps avant l’arrivée d’hommes.

Vidéo:

Sources : Zyvex Marine et Gizmag.

Un matériau qui se fait des bleus et guérit [TRL 4-6]

admin — Tue, 08 May 2012 11:56:58 +0000

Une équipe de chercheurs de l’université du Mississippi du Sud a créé des objets en plastique qui ont des bleus (rouges, en fait) s’ils tombent par terre et s’abîment. Quelques minutes au soleil suffisent alors à les réparer. En fait, un changement de température ou de pH peut faire aussi l’affaire.

Comme tous les plastiques, le nouveau matériau contient de longues chaînes de polymères, sauf que les chaînes sont liées par de petites molécules qui servent de ponts. En se cassant, ces molécules modifient la forme du plastique lorsqu’il est éraflé. C’est ce changement de forme qui provoque le “bleu”, lequel disparaît lorsque l’énergie du soleil aide les molécules-ponts à se reformer – et le plastique à guérir. Ces objets peuvent se réparer plusieurs fois.

Ce matériau serait peu onéreux.

Dans le même ordre d’idée, voir cet article sur les composites qui se font des bleus.

Source : New Scientist.

Un matériau sandwich aussi résistant que l’acier [TRL 6]

admin — Tue, 08 May 2012 11:52:32 +0000

Des chercheurs allemands ont développé un nouveau type de matériau de type sandwich qui aurait la même résistance que l’acier ou l’aluminum, tout en étant plus léger et moins cher. Il comprend un coeur en papier structuré en nid d’abeille, avec à l’extérieur des couches de polyuréthane renforcées en fibres de verre.

Pour tester le matériau, les chercheurs vont l’utiliser pour accueillir le moteur diesel d’un train. Situé sous le train, l’endroit est constamment soumis à des projections de débris et de pierres. Comme la chambre du moteur contient des fluides comme de l’huile, elle doit être sufisamment solide pour ne rien laisser filtrer à l’extérieur, et résister aux flammes au cas où le moteur prendrait feu – des additifs au polyuréthane permettent de répondre aux normes de sécurité incendie.

La pièce de logement serait 35 % plus légère que celle en métal, et environ 30% moins chère à produire. Jusqu’à présent, elle a donné de bons résultats lors des essais en laboratoire de tension mécanique. La prochaine étape sera l’installation sur un train pour voir comment elle réagit dans le monde réel.

Plusieurs groupes de chercheurs ont participé au projet: Bombardier GmbH, KraussMaffei Kunststofftechnik GmbH, Bayer MaterialScience AG, DECS GmbH, l’institut pour les concepts de véhicule DLR, l’université de Stuttgart, l’institut Karlsruhe pour la Technologie, et l’institut Fraunhofer pour la technologie chimique (ICT).

Sources: Fraunhofer, Gizmag.

Un système léger de détection de tir [TRL 4-6]

admin — Tue, 08 May 2012 11:50:04 +0000

Des chercheurs de l’Imperial College de Londres développent un système léger de capable d’indiquer la direction d’où proviennent les tirs.

Le système utilise entre cinq et dix microphones, un compas électronique et une micropuce pour calculer d’où vient le tir, avec une marge d’erreur de 3% en direction et 10 % en distance, chiffres issus d’essais.

Les chercheurs utilisent un microphone de type MEMS (micro-electromechanical systems) placé sur le casque. Mesurant 1mm², il peut s’insérer dans du tissu tellement il est léger, petit, et consomme peu d’énergie. Le microphone sera par la suite intégré dans un système qu’on glisse dans l’oreille et qui servira aussi d’appareil de communication radio.

Les chercheurs ont utilisé un circuit analogique similaire à ceux qu’on trouve dans les montres. Pour faire tenir leur système sur un si petit espace, ils ont dû développer un algorithme à la fois simple et robuste.

Les chercheurs, qui ont monté la société Vorpal pour commercialiser cette technologie, développent aussi des casques pour protéger les soldats d’environ 25 décibels de bruit à basse fréquence et pour leur indiquer la direction des tirs.

La société travaille actuellement sur le meilleur moyen d’alerter les soldats de la direction du tir, par exemple par signaux audios non-verbaux ou verbaux.

Les chercheurs espèrent commercialiser le système sur casque début 2013, puis sortir six mois plus stard une deuxième version avec un système de traitement et d’alimentation totalement intégré. Le système de protecion audio devrait sortir à peu près au même moment.

La société a reçu une bourse de la part du laboratoire d’Etat pour la science et la technologie (Defence Science and Technology Laboratory (Dstl).

Source : The Engineer.

L’invisibilité sans métamatériaux [TRL 4-6]

admin — Tue, 08 May 2012 11:44:51 +0000

Des chercheurs européens ont trouvé un moyen de rendre des objets invisibles aux champs magnétiques à l’aide de matériaux du commerce (au lieu des métamatériaux).

L’appareil est un cylindre réalisé dans un matériau superconducteur chauffé à haute température, facilement refroidi dans du nitrogène liquide et recouvert d’une couche de fer, de nickel et de chrome.

La couche superconductrice du cylindre empêche le champ magnétique d’atteindre l’intérieur, dévie le champ externe et empêche l’objet d’être détectable.

Pour empêcher la détection, la couche externe ferromagnétique, faite en fer, nickel et chrome, produit l’effet contraire. Elle attire les lignes du champ magnétique et compense la distortion créée par le superconducteur, toujours sans permettre au champ de pénétrer à l’intérieur.

Au final, l’effet est un champ magnétique totalement inexistant à l’intérieur du cylindre et sans distortion du champ à l’extérieur.

Comme dans ce modèle la taille de l’objet n’est pas limitée par la longueur d’onde, l’invisibilité fonctionne pour toutes les tailles.

Le “cape magnétique” aurait des applications aussi bien dans le domaine médical pour implanter des pacemakers, par exemple, que dans la sécurité, pour cacher des armes métalliques aux portiques de sécurité.

Source: The Engineer.