12 Mars 2017  |  Développement
Publié uniquement sur Internet

Un fil composite à rigidité variable

Des scientifiques de l’EPFL ont mis au point un nouveau type de fil composite dont la rigidité varie en fonction de la température. Ses possibilités applications vont des robots multifonctionnels aux plâtres tissés, en passant par des dispositifs médicaux modulables. Cette recherche est issue de NCCR Robotics, un consortium de 23 laboratoires de robotique à travers la Suisse.

Un nouveau type de fil, dont la rigidité varie en fonction de la température, a été développé par des chercheurs de l’EPFL. Cette nouvelle structure pourrait être utilisée dans de futurs robots, des appareils orthopédiques, et même des instruments médicaux destinés au prélèvement de biopsies. Les résultats de ces recherches ont été publiés en ligne dans Advanced Materials.
 

Un drone intégrant ces fils à rigidité variable peut passer de l’état d’engin volant à celui de voiture robotique.
 
 
La métamorphose d’un drone
Un drone intégrant ces fils à rigidité variable peut passer de l’état d’engin volant à celui de voiture robotique. Ses moteurs peuvent être utilisés aussi bien comme hélices qu’en tant que roues, en fonction de leur position, que les fils permettent d’ajuster.
Lorsqu’il est tissé, le fil pourrait constituer un plâtre électronique destiné à la réhabilitation d’articulations fracturées. Un dispositif modulaire pour les biopsies pourrait être souple pour explorer sans risques les orifices humains, et durci pour faciliter la collecte de biopsies.
«L’étonnante flexibilité de ce nouveau fil léger est due à son ingénieuse simplicité et à sa solidité, qui le rendent facile à manufacturer et à utiliser dans un large éventail d’applications, de formes et de combinaisons, avec d’autres technologies», déclare le directeur de projet, Dario Floreano.
 
Comment ça marche
Un tube de silicone contient un alliage métallique, solide en dessous de 62 °C, mais qui fond à plus haute température. En emballant le tube de silicone avec un mince fil conducteur, il peut être chauffé au-delà de la température critique en y appliquant tout simplement un courant électrique.
Lorsque le tube est chauffé, le fil est mou, caoutchouteux et extensible, comme le tube de silicone. Mais lorsque le fil est refroidi à moins de 62 °C, son âme métallique se solidifie et le fil devient 700 fois plus rigide. Ce fil a donc la capacité de varier sa rigidité: soit mou et déformable, soit rigide et inextensible, en fonction de la température.
 
Des propriétés auto-réparatrices
Ce fil composite possède également des propriétés auto-réparatrices. Si le fil à l’état solide, est cassé, il peut s’auto-réparer en faisant fondre l’âme métallique.
Pour la scientifique de l’EPFL Alice Tonazzini, ce matériau composite devrait être davantage développé en vue d’applications avancées en robotique. Elle déclare à ce sujet: «Nous aimerions transformer notre fil en un matériau robotique capable d’imiter les fonctionnalités complexes du tissu biologique.»
 
Dario Floreano
Tél.: 021 693 52 30
Dario.Floreano@epfl.ch
 
Alice Tonazzini
Tél.: 076 278 90 28
alice.tonazzini@epfl.ch


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