Des chercheurs ont créé un robot minuscule aquatique. Il reproduit un système digestif pour créer de l’énergie à partir de bactéries afin d’alimenter une pile à combustible.
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Comment faire évoluer un micro-robot sur l'eau en faisant en sorte qu'il soit entièrement autonome en l'énergieénergie ? Il existe toute une variété de solutions, que ce soit par l'énergie solaire, celle des vaguesvagues ou des courants, par l'eau saline ou les gradientsgradients thermiques, mais aucune ne permet de délivrer suffisamment d'énergie sur le long terme. Pour y parvenir, une équipe de chercheurs de l'université de Binghamton aux États-Unis a trouvé une solution aussi originale qu'étonnante. Ils ont créé un robot minuscule survolant la surface de l'eau telle une araignéearaignée d'eau. Son énergie est produite de façon spectaculaire, par la simple digestiondigestion de bactériesbactéries.
Ces travaux de recherche s'inscrivent dans un programme de la Darpa datant de 2017. Baptisé « Océan des objets », il consiste à créer des micro-capteurscapteurs flottants autonomes en énergie et permettant de collecter des données environnementales (température de l'eau, localisation, trafic maritime, détection de la faunefaune marine...). Comme il s'agit de l'agence de recherche militaire, les données pourraient également servir à des missions répondant aux besoins de l'armée américaine. Le robot de ces chercheurs est alimenté par une pile à combustiblepile à combustible microbienne fonctionnant avec des Bacillus subtilis, des bactéries sporulées.
Un système digestif pour un robot
Pour créer de l'énergie, le système repose sur la réaction de la catalysecatalyse engendrant la réduction-oxydationoxydation des cellules des bactéries. L'anodeanode de la pile à combustible est conçue à partir de tissu de carbonecarbone recouvert de polypyrrole. Ce dernier est connu pour sa conductivitéconductivité et aussi sa capacité à attirer les bactéries. La cathodecathode est constituée d'un alliagealliage de carbone et de platineplatine également recouvert de polypyrrolepolypyrrole. C'est elle qui permet de générer la réduction de l'oxygène. Enfin, une membrane assure le transfert sélectif des protonsprotons.
La pile permet de produire une tension de 0,24 V et près d'un milliwatt d’énergie. C'est peu, mais suffisant pour alimenter le minuscule moteur et les capteurs du robot. Pour glisser sur l'eau, les pattes du petit robot sont traitées avec un revêtement hydrophobehydrophobe. Dans leur publication, les chercheurs précisent que la duréedurée de vie opérationnelle du robot est prolongée grâce au comportement de ces bactéries. Lorsqu'elles se trouvent dans de bonnes conditions de température, elles deviennent végétatives et permettent de générer de l'énergie. Lorsqu'il fait trop froid, elles retournent à l'état de spores.
