Les accélérateurs d'innovation
« ComfyPAS »: Satellites doucement couchés
Lors de leur voyage de la surface de la Terre vers l'orbite, les satellites sont soumis à d'énormes forces - un défi pour les appareils de haute technologie qui contiennent souvent des instruments scientifiques très sensibles. Ce n'est pas la forte accélération lors du lancement de la fusée qui pose le plus de problèmes, mais les vibrations. Elles se produisent surtout lors des séparations d'étages, lorsque les réservoirs de carburant usés ou le revêtement de la charge utile sont éjectés par l'allumage ciblé de petits explosifs. La structure à laquelle le satellite est fixé, appelée adaptateur de charge utile, transmet les vibrations au satellite lui-même. En collaboration avec l'entreprise spatiale suisse Beyond Gravity, les chercheurs de l'Empa Marco Ravasi et Andrea Bergamini travaillent à la mise au point d'un adaptateur de charge utile d'un genre nouveau, qui devrait permettre de réduire les dangereuses vibrations. Pour cela, ils utilisent des cristaux dits phononiques. « Selon leur structure, les cristaux peuvent réfléchir, diffuser ou diffracter la lumière de manière très différente », compare Andrea Bergamini, chef de groupe de recherche au laboratoire « Acoustique/réduction du bruit » de l'Empa. Les cristaux phononiques utilisent justement cette propriété des structures cristallines, mais pour les ondes sonores. Avec la structure appropriée, il est possible de réfléchir les vibrations nocives ou de les atténuer de telle sorte qu'elles ne constituent plus un danger pour la cargaison sensible des satellites.
« Greenpeel 2.0 »: Du bois au cuir
Les alternatives végétaliennes au cuir sont souvent fabriquées à partir de polyuréthane, un plastique généralement issu du pétrole, ce qui n'est pas la solution la plus écologique. Il existe certes des alternatives renouvelables, mais elles ne sont pas encore convaincantes à tous égards. En collaboration avec la start-up suisse BINOVA AG, des chercheurs de l'Empa travaillent à la mise au point d'un cuir végétalien durable capable de mieux rivaliser avec l'original. Il doit être robuste et résistant, présenter un aspect et un toucher nobles et être basé si possible entièrement sur des matériaux renouvelables. Pour cela, ils utilisent deux polymères naturels : la cellulose et la lignine. La cellulose, l'élément de base des parois cellulaires des plantes, est la biomolécule la plus répandue sur terre. La lignine, l'un des principaux composants du bois, est également disponible en grande quantité : elle est un sous-produit de la fabrication du papier et est aujourd'hui en grande partie incinérée. A partir de ces matières premières renouvelables et abondantes, les chercheurs de l'Empa dirigés par Gustav Nyström, directeur du laboratoire « Cellulose & Wood Materials » de l'Empa, veulent maintenant développer, en collaboration avec les partenaires industriels, une alternative au cuir qui, par rapport au cuir animal, génère jusqu'à 80% d'émissions de CO₂ en moins et consomme jusqu'à 90% d'eau en moins.
«Three Free»: Pas de plomb - pas de problème
Peu de domaines requièrent une précision aussi élevée que l'industrie des semi-conducteurs. Les minuscules puces informatiques et autres composants sont fabriqués dans des conditions extrêmes. Selon l'étape du processus, des températures extrêmes, le vide ou des acides forts entrent en jeu. Pour que les conditions soient toujours correctes, elles sont surveillées par divers capteurs – qui doivent à leur tour braver les conditions difficiles. Un défi pour les fournisseurs de l'industrie des semi-conducteurs, comme l'entreprise suisse Inficon AG, qui fabrique entre autres des capteurs de vide très sensibles. Le fabricant utilise un verre particulièrement résistant pour relier les composants du capteur. Mais avec l'augmentation des réglementations européennes visant à limiter les substances toxiques, le verre contenant du plomb n'était soudainement plus disponible. La recherche d'alternatives sur le marché n'ayant pas abouti, Inficon s'est adressé à l'Empa. En collaboration avec l'entreprise, les chercheurs de l'Empa dirigés par Gurdial Blugan du laboratoire de céramique haute performance sont parvenus à développer un verre sans plomb répondant pleinement aux exigences élevées. Parallèlement, les chercheurs ont développé de nouvelles méthodes pour caractériser précisément le verre sans plomb. Après l'achèvement réussi du premier projet, les partenaires ont déjà entamé un deuxième projet afin d'améliorer encore le verre high-tech.
« MalCoFil » : Moustiquaire antipaludéenne
Le moustique est l'être vivant le plus mortel sur notre planète. Chaque année, plus de 600 000 personnes dans le monde meurent rien que du paludisme, une maladie transmise par les moustiques. La meilleure protection contre l'infection est offerte par les moustiquaires imprégnées. Toutefois, le dangereux moustique anophèle est devenu résistant aux insecticides courants. C'est pourquoi les chercheurs de l'Empa travaillent en collaboration avec les entreprises suisses Vestergaard Sàrl et Monosuisse AG sur de nouvelles moustiquaires qui tuent efficacement les moustiques. A l'avenir, les moustiquaires devraient conserver leur efficacité insecticide pendant des années et décimer ainsi les moustiques de manière particulièrement efficace. Cela est possible grâce à de nouvelles fibres noyau-manteau qui, de par leur nature et leur fabrication, abritent en leur sein de nouveaux insecticides efficaces. Edith Perret, chercheuse à l'Empa au laboratoire « Advanced Fibers » de Saint-Gall, est confiante : les fibres à deux composants permettront de produire une nouvelle génération de moustiquaires offrant une protection efficace contre le paludisme. L'année prochaine, les premières études de terrain avec les nouveaux matériaux de moustiquaires sont prévues en Afrique.
