Les poissons-rémoras, communément appelés meuniers, ne sont pas des parasites. Ils profitent simplement d'un transport gratuit en s'accrochant à de grands animaux marins comme les requins ou les baleines, et parfois même à des bateaux. Ainsi, ils traversent des kilomètres d'océan en dépensant très peu d'énergie.
Ces créatures fascinantes possèdent un disque d'aspiration sur le front, ressemblant à une ventouse. Ce mécanisme leur permet de s'accrocher fermement à des dauphins, même lors de sauts hors de l'eau. Longtemps, les scientifiques ont étudié cette tête nervurée pour développer de nouveaux adhésifs. Récemment, une équipe internationale d'ingénieurs de l'Université Beihang, de l'Imperial College London et des Laboratoires fédéraux suisses pour la science et la technologie des matériaux (Empa) a reproduit cette structure pour améliorer l'adhérence des drones.
Le résultat est un robot hybride aéro-aquatique inspiré du rémora, capable de voler, de nager et de s'accrocher à des surfaces aériennes ou immergées. Un article publié dans Science Robotics détaille sa conception et ses tests. Ce drone passe facilement de l'air à l'eau, à l'image d'un poisson volant.
Un nouveau #robot a un disque d'aspiration inspiré du poisson remora qui lui permet d'adhérer aux surfaces sèches et humides, ainsi que de faire de l'auto-stop sur des objets en mouvement pour réduire considérablement sa consommation d'énergie. @Beihang1952 @Empa_CH @imperialcollege https://t.co/91oCNKCNDE pic.twitter.com/jEsrvPKY2B
– Robotique scientifique (@SciRobotics) 18 mai 2022
Pour concevoir ce drone, les chercheurs ont observé un rémora réel via une caméra fixée à un aquarium. Ils ont noté que le disque d'aspiration maintenait son adhérence même si certaines parties n'étaient pas en contact avec la surface. Une tomodensitométrie (micro-CT) a permis d'analyser les structures osseuses et les tissus mous du disque.
Cette analyse a révélé une membrane souple en forme de branchies surmontant une couche de structures osseuses. La membrane peut pivoter ou s'incliner, aidée par un tissu conjonctif reliant les éléments à la lèvre du disque. Des muscles, entrecoupés de vaisseaux sanguins, actionnent ces mouvements.
L'équipe a ensuite imprimé en 3D un prototype de disque ovale (87 mm x 46 mm) avec une grille en forme de branchies. Il comporte quatre couches : une couche souple imitant le tissu conjonctif, un disque principal reproduisant les membranes, et des canaux fluides contrôlant les rotations et inclinaisons. Un autre système fluide plie le disque, créant des différences de pression pour l'adhérence.
Ce disque a été intégré à un quadricoptère modifié, avec des systèmes hydrauliques pour manipuler la membrane et des câbles pour le détachement. Le robot inclut un module de contrôle de vol, un régulateur de vitesse, un système de communication, une télécommande et une batterie. Des hélices passives à morphing se replient sous l'eau et se déploient en vol.
Ce robot rémora s'accroche à des surfaces planes ou courbes, sèches ou humides. En piscine, il a navigué, adhéré et détaché d'un robot sous-marin plus grand, passant en mode veille pour économiser l'énergie. En océan, il filme sous l'eau et récupère des objets immergés.
"La transition air-eau consomme 1,9 fois la puissance du vol stationnaire. L'auto-stop réduit la consommation jusqu'à 51,7 fois en air et 19,2 fois sous l'eau par rapport au stationnaire", indiquent les auteurs. De telles innovations promettent des applications en observation à long terme, inspections sous-marines, études marines et détection d'icebergs.
