Inspirés par les plumes des ailes des pingouins, les chercheurs ont développé une solution sans produits chimiques au problème du givrage sur les lignes électriques, les éoliennes et même les ailes des avions.
L’accumulation de glace peut causer d’énormes dommages aux infrastructures et, dans certains cas, provoquer des pannes de courant.
Qu'il s'agisse d'éoliennes, de pylônes électriques, de drones ou d'ailes d'avion, les solutions aux problèmes dépendent souvent de technologies à forte intensité de main d'œuvre, coûteuses et énergivores, ainsi que de divers produits chimiques.
Une équipe de chercheurs de l'Université McGill au Canada pense avoir trouvé une nouvelle façon prometteuse de résoudre le problème après avoir étudié les ailes des manchots papous, qui nagent dans les eaux glaciales de l'Antarctique et dont la fourrure ne gèle pas même à la température de surface.bien en dessous du point de congélation.
"Nous avons d'abord étudié les propriétés des feuilles de lotus, qui sont très efficaces pour déshydrater, mais qui se révèlent moins efficaces pour déshydrater", a déclaré la professeure agrégée Ann Kitzig, qui cherche une solution depuis près d'une décennie.
"Ce n'est que lorsque nous avons commencé à étudier la masse de plumes de manchots que nous avons découvert un matériau naturel capable d'éliminer à la fois l'eau et la glace."
La structure microscopique d'une plume de pingouin (photo ci-dessus) est constituée de barbes et de brindilles qui partent d'une tige centrale de plume avec des « crochets » qui relient les poils de plumes individuels entre eux pour former un tapis.
Le côté droit de l'image montre un morceau deinoxydabletissu en fil d'acier que les chercheurs ont agrémenté de nanorainures qui imitent la hiérarchie structurelle des plumes de pingouin.
"Nous avons constaté que la disposition en couches des plumes elles-mêmes assure la perméabilité à l'eau et que leurs surfaces dentelées réduisent l'adhérence de la glace", a déclaré Michael Wood, l'un des co-auteurs de l'étude.« Nous avons pu reproduire ces effets combinés grâce au traitement laser du treillis métallique tissé. »
Kitzig explique : « Cela peut sembler contre-intuitif, mais la clé de l'antigivrage réside dans tous les pores du maillage qui absorbent l'eau dans des conditions de gel.L’eau contenue dans ces pores finit par geler et, en se dilatant, elle crée des fissures, tout comme vous.On le voit dans les bacs à glaçons des réfrigérateurs.Nous avons besoin de très peu d’efforts pour dégivrer notre treillis car les fissures dans chaque trou serpentent facilement sur la surface de ces fils tressés.
Les chercheurs ont effectué des tests en soufflerie sur des surfaces peintes au pochoir et ont découvert que le traitement était 95 % plus efficace pour prévenir le givrage que le poli non traité.inoxydablepanneaux en acier.Puisqu’aucun traitement chimique n’est requis, la nouvelle méthode offre une solution potentiellement sans entretien au problème de l’accumulation de glace sur les éoliennes, les poteaux et lignes électriques ainsi que les drones.
Kitzig a ajouté : « Compte tenu de la portée de la réglementation sur l’aviation de passagers et des risques encourus, il est peu probable qu’une aile d’avion soit simplement enveloppée dans un treillis métallique. »
"Cependant, un jour, la surface d'une aile d'avion pourra contenir la texture que nous étudions, et le dégivrage se fera grâce à une combinaison de méthodes de dégivrage traditionnelles sur la surface de l'aile, travaillant en tandem avec des textures de surface inspirées des ailes de pingouin."
© 2023 Institut d'ingénierie et de technologie.Le College of Engineering and Technology est enregistré comme organisme de bienfaisance en Angleterre et au Pays de Galles (numéro 211014) et en Écosse (numéro SC038698).