Recherche: Des ingénieurs travaillent sur des micropuces volantes pour surveiller la pollution

ENVIRONNEMENT Ces micropuces doivent aider à surveiller la pollution de l’environnement et les maladies aéroportées

David Manfredini pour 20 Minutes
— 
Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies
Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies — Geeko

Aujourd’hui plus que jamais, ingénieurs et scientifiques s’inspirent de la nature pour développer de nouvelles technologies. Grâce aux progrès de la miniaturisation de l’électronique, des chercheurs sont parvenus à repousser les limites de la biomimétique en créant la plus petite micropuce volante ou « microflier » jamais conçue. Elle fait la taille d’un grain de riz.

Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies
Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies - Geeko
Le microflier mesure la taille d’un grain de riz. © Northwestern University

Une équipe d’ingénieurs de la Northwestern University dans l’Illinois vient en effet de créer un circuit électronique ultracompact capable de flotter dans l’air pendant une longue durée. Le circuit est équipé de trois minuscules ailes et ressemble aux rotors d’un hélicoptère.

Pour optimiser au maximum l’aérodynamisme des microflyers, les ingénieurs ont étudié les érables et d’autres types de graines dispersées par le vent afin que les micropuces tombent à une vitesse lente et de manière contrôlée lorsqu’elles sont lâchées à haute altitude. « Au cours de milliards d’années, la nature a conçu des graines à l’aérodynamisme très sophistiqué. Nous avons emprunté ces concepts, les avons adaptés et appliqués aux plates-formes de circuits électroniques », explique John Rogers, le professeur qui a dirigé le développement de l’appareil.

Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies
Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies - Geeko
L’appareil s’inspire des graines d’érable pour fonctionner. © Pixabay

Une micropuce bien équipée

L’exploit de cette micropuce réside dans le fait que les scientifiques ont été capables de placer des capteurs, des antennes, du stockage et une source d’alimentation à bord d’un appareil de cette taille. Elle n’a cependant pas de moteur et doit donc se reposer sur le vent pour se déplacer et rester dans les airs, comme les graines d’érables.

Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies
Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies - Geeko
La micropuce embarque beaucoup d’électronique par rapport à sa taille.© Northwestern University

Les chercheurs estiment qu’ils sont cette fois parvenus à battre la nature : « Nous avons pu construire des structures qui tombent avec des trajectoires plus stables et à des vitesses terminales plus lentes que les graines équivalentes que vous verriez chez des plantes ou des arbres », se félicite John Rogers. « Nous avons également pu construire des structures à des tailles beaucoup plus petites que celles trouvées dans la nature. C’est important, car la miniaturisation des appareils représente la trajectoire de développement dominante dans l’industrie électronique. »

Des composants biodégradables

Grâce à ces microflyers, les chercheurs espèrent pouvoir surveiller efficacement la pollution de l’air et les maladies aéroportées. La forme des micropuces leur permet de tomber lentement et de voler avec le vent, ce qui leur donne suffisamment de temps pour collecter des données en cours de route.

Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies
Des micropuces volantes pour surveiller la pollution et les maladies - Geeko
Une fois ses données transmises, la micropuce doit se dissoudre ou se décomposer. © Northwestern University

Évidemment, il serait contre-productif pour un appareil supposé surveiller le niveau de pollution de constituer lui-même une source de pollution. D’autant plus que des milliers d’appareils seraient lâchés dans la nature pour réaliser des analyses et qu’il aurait été impossible de récupérer ces milliers de microscopiques circuits après leur dispersion. Les scientifiques indiquent cependant que ces microflyers seront biodégradables. Les matériaux utilisés pour leur production se décomposent ou se dissolvent rapidement dans l’eau.

À l’avenir, les micropuces volantes devraient donc pouvoir collecter des données environnementales tout en flottant dans les airs, avant de se décomposer une fois leur mission terminée.