Des objets de tous les jours plus intelligents pour enrichir le quotidien

 

- Montreal, Québec

Console Avatar conçue par le CNRC et e2ip technologies

Si vous êtes hospitalisé, diverses commandes fixées au lit vous permettront de modifier la hauteur de celui-ci, l'inclinaison du matelas ou l'éclairage. À la maison, commutateurs et manettes sur les électroménagers règlent la température, le temps de cuisson ou d'autres opérations. Les pompes à essence elles-mêmes, à la station-service, présentent une série de boutons avec lesquels on choisit le carburant ou la méthode de paiement.

Autant de petits articles qui ont un impact marqué dans la vie. En plus d'être abondamment employés, les garder propres et en bon état afin qu'ils fonctionnent correctement demande du temps et de l'argent. Par bonheur, une solution inventive et économique, mise au point par le Conseil national de recherches du Canada (CNRC) et l'entreprise e2ip technologies, son partenaire industriel de Montréal, est en train de transformer la façon dont l'être humain interagit avec les objets qui l'entourent.

La nouvelle technique de fabrication de « petits articles surmoulés » (PAS), comme on les appelle, recourt à une encre moléculaire brevetée par le CNRC et e2ip pour imprimer des circuits électroniques et des capteurs sur de minces feuilles de plastique. Ces feuilles sont ensuite formées puis surmoulées dans un plastique protecteur, de manière à donner des « surfaces intelligentes ». Le procédé, élaboré par le CNRC et e2ip, est en attente de brevet. Grâce à leur surface lisse, robuste, hydrofuge et résistante aux produits chimiques, des commandes complexes se retrouvent à portée de doigt. Des dispositifs faciles à entretenir et à nettoyer peuvent donc être intégrés aux cadres du lit, aux électroménagers, aux portières de voiture ou aux sièges d'avion, où ils retrouveront leur propreté originale d'un simple coup de chiffon et de pulvérisateur.

« Créer des interfaces de commande avec des circuits électroniques imprimés au lieu de fils, de puces et d'autres composants est une idée que l'on caresse depuis de nombreuses années, mais jamais encore elle n'avait dépassé le stade de l'expérimentation ni été utilisée à une grande échelle », déclare Éric Saint-Jacques, PDG d'e2ip technologies, l'entreprise qui propose des solutions évoluées en science des matériaux aux chefs de file mondiaux des secteurs de l'aéronautique, de la médecine, de l'industrie et des transports. « La science requise pour faire de cette idée un système fonctionnel, ajoute-t-il, n'aurait pu voir le jour sans les chercheurs émérites et les ressources du CNRC. Pour e2ip, collaborer avec les experts du CNRC, dans ses propres installations, s'est avéré transformateur, car l'entreprise a pu répondre à une clientèle avide de solutions novatrices. »

« Après avoir consacré cinq ans au défi en sciences des matériaux avec le Centre de recherche sur les technologies de sécurité et de rupture du CNRC, à Ottawa, puis avoir travaillé sur le procédé de fabrication avec son Centre de recherche sur l'automobile et les transports de surface, à Boucherville, nous avons obtenu un prototype qui, une fois validé, est passé à la phase de planification de la production »

M. Saint-Jacques

Talent et ingéniosité au service de solutions intelligentes

Selon l'agent de recherche Arnold Kell du Centre de recherche sur les technologies de sécurité et de rupture du CNRC, le nouveau procédé donne à chacun la chance d'interagir avec son environnement, simplement par le toucher. « La création de petits articles surmoulés (PAS) s'appuie sur l'efficacité des encres moléculaires. Puisque l'encre laisse une trace conductrice que l'on peut étirer 2 fois sa longueur sans qu'elle perde ses propriétés, il est possible de fabriquer des pièces de forme très complexe, possédant des fonctionnalités uniques », explique M. Kell avant d'ajouter que « l'esprit inventif » qui anime les équipes de nombreux centres de recherche, de propriété intellectuelle et de développement des affaires du CNRC, sans parler des chercheurs industriels d'e2ip, a débouché sur une solution de rupture vraiment originale au défi qu'avait lancé l'industrie.

Paul Trudeau, agent de conseil de recherches principal au Centre de recherche sur l'automobile et les transports de surface, explique que la fabrication de surfaces intelligentes laisse de côté la méthode classique du moulage par injection pour celle du moulage par injection et réaction, une approche moins traumatisante, car les polymères liquides sont injectés à une température et à une pression plus basses. Le circuit interne, imprimé sur le matériel, ne subit donc aucun stress en cours de fabrication. L'injection de ces liquides translucides permet aussi de contrôler la lumière diffusée dans l'article, lequel possède une excellente résistance au vieillissement et à l'exposition aux rayonnements ultraviolets.

« Les commandes sont logées entre 2 pellicules internes, surmoulées avec de la résine qui encapsule les éléments électroniques », précise M. Trudeau. Une solution de ce genre coûte 40 à 50 % moins cher que les configurations usuelles, tout en occupant moins d'espace, à une fraction du poids.

Une idée de génie, toutes formes et dimensions confondues

Pour illustrer le procédé de fabrication, le CNRC et e2ip ont imaginé une console baptisée « Avatar » pour les sièges de la classe affaires des avions de luxe. La console consiste en un assemblage de boutons et de cadrans imprimés, d'écrans et de fonctions diverses qu'abrite un élément monobloc, épais d'à peine 2,5 mm.

« Il n'y a aucune pièce mobile. Tout s'effectue au moyen de capteurs conducteurs qui réagissent au contact », affirme M. Saint-Jacques d'e2ip. « Le dispositif fixé au siège commande le son stéréo, la vidéo, la technologie Bluetooth et d'autres fonctions sur une simple pression du doigt. » La console Avatar figurait parmi les 3 finalistes du trophée Crystal Cabin, prix international qui couronne l'excellence d'une innovation pour l'espace cabine des aéronefs, remis au salon AIX Aircraft Interiors, lequel devait se tenir en 2020, mais a été reporté d'un an, en raison de la pandémie.

De l'idée à sa réalisation, l'équipe du projet continue à redessiner les frontières qui séparent technologie et conception pour créer des interfaces humain-machine, des interface utilisateur ou des tableaux de bord novateurs qui permettront la communication avec une machine par une surface intelligente. Une équipe aussi diversifiée est garante d'un flot d'idées ininterrompu. « Cette technologie de rupture transformera radicalement les surfaces que l'on touche chaque jour dans la vie et simplifiera la façon dont l'être humain interagit avec son milieu », conclut M. Trudeau.

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