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Un caméléon artificiel imite la technique de camouflage d’un caméléon réel - Par : Anouer Kebir,

Un caméléon artificiel imite la technique de camouflage d’un caméléon réel


Anouer Kebir
Anouer Kebir est actuellement candidat au doctorat en génie électrique de l’ÉTS. Ses champs d’intérêt portent sur l’optimisation et le contrôle en temps réel de l’énergie et de la bioénergie solaires.
Programme : Génie électrique 

Caméléon

L’invisibilité, qui était autrefois un sujet de films de science-fiction, est devenue maintenant un grand secteur de recherche dans le domaine militaire. L’un des êtres ayant inspiré cette technique est le caméléon, qui est un maître du camouflage grâce aux changements rapides de couleur de sa peau. Les scientifiques du monde entier ont longtemps cherché à imiter la peau de ce reptile pour rendre les gens effectivement invisibles au moyen de costumes de caméléon.

Maintenant, des chercheurs de l’Université de Wuhan en collaboration avec le Georgia Institute of Technology d’Atlanta ont réussi une première dans le domaine du camouflage grâce à la conception d’un caméléon artificiel qui peut changer de couleur pour presque toutes les couleurs dont le spectre est visible. Cela a été publicisé le mois dernier dans une publication dans la revue ACS Nano [1].

Le principe de camouflage repose sur la technologie des nanoparticules plasmoniques; ces particules sont généralement utilisées comme des détecteurs d’existence de molécules dans un environnement bien précis. Les nanoparticules ont une caractéristique optique spécifique liée à leur capacité d’augmenter ou de réduire leurs dimensions en fonction d’une tension électrique. De ce fait, les écailles carrées du caméléon ont été créées selon cette technologie.

Caméléon

Fig 1 Structure de l’écaille à l’échelle nanométrique

En pratique(Fig 1), sur chaque écaille, les chercheurs ont creusé des trous de 50 nm de diamètre qui sont espacés les uns des autres de 100 nm sur une surface de silicium surmontée d’une couche d’oxyde d’indium, un conducteur transparent souvent utilisé dans les écrans tactiles et les cellules photovoltaïques, afin de générer des champs électriques. Ensuite, ils ont rempli ces trous avec des nanoparticules d’or sous forme de bosses et les ont recouverts d’une couche transparente contenant des atomes d’argent chargés positivement (ions). Enfin, ils ont placé chaque écaille entre deux électrodes afin d’appliquer une tension électrique (Fig 2).

Caméléon

Fig 2 Les étapes de calorification d’une écaille

Lorsqu’une tension électrique bien précise est appliquée sur l’écaille, les ions d’argent migrent dans une proportion bien précise vers les nanoparticules d’or, créant une bosse qui, selon sa hauteur, reflète une longueur d’onde, allant de 430 nm (violet bleuté) jusqu’à 650 nm (rouge orangé). De cette façon, les chercheurs sont capables de colorier la surface de chaque écaille de toutes les teintes du spectre visible en jouant sur la tension électrique appliquée (Fig 2).

Pour tester leur travail, les chercheurs ont placé des capteurs de couleurs simples dans chacun des yeux du caméléon artificiel pour l’aider à détecter la couleur de son environnement. Ainsi, son armure écailleuse peut rapidement se fondre automatiquement dans son environnement.

Le temps de camouflage du caméléon artificiel est de quelques secondes (Fig 4), selon la couleur désirée (hauteur de la bosse d’argent) et de la taille des pixels (écailles) qui est de l’ordre de 2 cm sur 2 cm.

Caméléon

Fig 3 Clichés de camouflage du caméléon artificiel en fonction du temps lors du passage devant un mur tricolore

Selon les chercheurs, dans un futur proche, il sera tout à fait possible de réduire la taille et le temps de réaction des pixels pour diminuer le temps de camouflage. Ils prévoient aussi utiliser cette technologie pour des applications plus sophistiquées, comme les applications militaires.

 

Anouer Kebir

Profil de l'auteur(e)

Anouer Kebir est actuellement candidat au doctorat en génie électrique de l’ÉTS. Ses champs d’intérêt portent sur l’optimisation et le contrôle en temps réel de l’énergie et de la bioénergie solaires.

Programme : Génie électrique 

Laboratoires de recherche : GREPCI – Groupe de recherche en électronique de puissance et commande industrielle 

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