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Des microrobots nageurs inspirés par la nature

25 Novembre 2010, 19:16pm

Publié par Grégory SANT


François Alouges © DR

ÉQUIPE LAURÉATE : François Alouges (porteparole, centre de mathématiques appliquées de l’École polytechnique, Palaiseau) et Antonio DeSimone (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati).
TRAVAIL RÉCOMPENSÉ : « Natation optimale à faible nombre de Reynolds ».

Spermatozoïdes, bactéries de notre flore intestinale, micro-algues dans les océans…, notre planète est peuplée de micro-organismes nageurs. Comprendre comment ces minuscules êtres se déplacent dans un milieu aqueux pourrait permettre de développer des microrobots nageurs, qui révolutionneraient la microchirurgie. Mais pour parvenir à concevoir de tels robots, de nombreuses questions restent à résoudre : à l’échelle microscopique, quel est le moyen le plus efficace de nager ? Faut-il une hélice, un batteur ou un autre système plus performant ? Comment coordonner les mouvements de la meilleure façon possible ? Si ces énigmes sont relativement faciles à élucider lorsqu’il s’agit d’objets à taille humaine, elles prennent une tout autre dimension à échelle micrométrique. Car il y a un monde entre la nage de Michael Phelps, 1,93 mètre, et celle de la bactérie Escherichia Coli, qui mesure quelques micromètres à peine ! « La recherche est pluridisciplinaire. Elle touche des disciplines aussi diverses que les mathématiques appliquées, la mécanique des fluides, l’informatique ou la robotique », souligne François Alouges, du centre de mathématiques appliquées de l’École polytechnique, à Palaiseau.
Brassées optimales. Le chercheur et son équipe ont réussi à développer toute une batterie d’algorithmes pour réaliser des simulations numériques afin de définir les dispositifs qui réalisent les brassées optimales. En simulant de nombreux essais avec des robots à deux, trois ou quatre bras, les scientifiques sont parvenus à proposer un certain nombre de formes plus efficaces que celles existantes. « On a réussi pour le microrobot à trois sphères, proposé par Najafi et Golestanian en 2004, à mettre au point une façon de nager plus efficace : avec la même énergie, le robot avance une fois et demie plus vite qu’avec la technique de nage proposée par les concepteurs du mécanisme », s’enthousiasme le spécialiste. S’il existe déjà des microrobots de l’ordre du millimètre, « il va falloir patienter une quinzaine d’années pour en voir émerger d’autres 100 fois plus petits », estime François Alouges. Les applications médicales seront nombreuses : les médecins pourront s’en servir pour transporter des substances médicamenteuses au sein des cellules malades ; ou effectuer des opérations chirurgicales dans le corps humain sans avoir besoin d’inciser au scalpel ; ou encore réaliser des réparations de taille microscopique, infaisables avec les outils actuels, pourtant déjà très perfectionnés.

Source : leprixlarecherche.com

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