Ces poissons-là nagent dans un océan de déchets plastiques. Mais le petit robot, lui aussi en forme de poisson, inventé par une équipe de l’université du Sichuan (Chine) pourrait bien aider à nettoyer leur environnement. © dottecyeti, Adobe Stock
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Qui pour ramasser nos déchets plastiques ? Ce petit robot en forme de poisson !

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[EN VIDÉO] Un robot-poisson pour nettoyer les océans des microplastiques  Des chercheurs de l’université du Sichuan (Chine) mis au point un tout petit robot — il ne mesure pas plus de 15 millimètres de long — en forme de poisson. Son seul objectif : « nager » le plus vite possible vers les microplastiques qui se cachent dans les eaux et les ramasser pour les éliminer. Le tout poussé par des flashs de lumière dans le proche infrarouge. © American Chemical Society 

À l'allure à laquelle nous allons, il y aura bientôt plus de déchets plastiques dans nos océans que de poissons ! Mais un poisson un peu particulier pourrait aider à contenir le problème. Un tout petit poisson spécialement conçu pour ramasser les microplastiques dans l'eau.

Des microplastiques, il y en a partout. Des sommets des Alpes aux glaces de l'Antarctique en passant par la fosse des Mariannes. Partout. Jusque dans nos poumons et dans notre sang. De tout petits bouts de plastique. Invisibles à l'œil nu. Mais qui, pris dans leur ensemble, constitueraient, selon les estimations des chercheurs, des millions de tonnes de déchets. L'ennui, vous l'imaginez bien, c'est que ces microplastiques sont infiniment difficiles à éliminer de l'environnement.

Un défi que des chercheurs de l’université du Sichuan (Chine) ont malgré tout relevé. Ils présentent aujourd'hui un robot minuscule - il ne mesure pas plus de 15 millimètres de long - en forme de poisson dont la seule ambition est de « nager » le plus vite possible vers les microplastiques qui se cachent dans les eaux. De les ramasser et de les éliminer. Le tout poussé par des flashs de lumière.

Ils ne sont pas les premiers à y avoir pensé, vous vous en doutez. Mais l'idée n'était pas si simple à mettre en œuvre. Car pour espérer atteindre le fond des moindres crevasses de nos rivières, de tels robots devraient impérativement être souples. Bien. Des robots souples, ça existe. Ils sont faits d'hydrogels ou d'élastomères. Malheureusement, ces matériaux s'abîment facilement au contact de l'eau. Mauvaise pioche. Jusque-là, donc, les tentatives ont échoué face à des robots trop rapidement endommagés.

Alors, pour trouver l'inspiration, les chercheurs de l'université de Sichuan se sont tournés vers la nature. Vers ce matériau qu'ont développé certains mollusques pour se protéger des agressions : la nacre. Un matériau à la fois solide, durable et flexible. Les chercheurs ont surtout voulu copier la structure en couches de la nacre. Avec d'une part des composites à base de carbonate de calcium (CaCO3) et d'autre part, des protéines de soie.

Les chercheurs de l’université de Sichuan (Chine) se sont inspirés de la structure de la nacre (a) pour imaginer une structure autoréparante pour le matériau constituant leur poisson (b-c) ramasseur de microplastiques. © American Chemical Society

Des améliorations à apporter, mais des débuts prometteurs

Les matériaux sur lesquels les chercheurs se sont appuyés sont tout autres. Ils sont d'abord allés chercher des molécules de β-cyclodextrine (C42H70O35). Des molécules que les chimistes appellent molécules-cages. Car elles permettent d'encapsuler d'autres molécules. On les utilise beaucoup dans l'agroalimentaire et dans la pharmacie. Ici, les chercheurs y ont ajouté un dérivé sulfoné du graphène pour former des nanofeuilles composites. Ils ont mis le tout en solution et l'ont incorporé à différentes concentrations de mélanges de latex de polyuréthane. Puis, grâce à une méthode d'assemblage couche par couche qui a créé un gradient de concentration ordonné des nanocomposites, ils ont pu obtenir le matériau à partir duquel former leur poisson. Un matériau qui, en plus, s'autorépare - grâce à des liaisons hydrogène qui peuvent se réorganiser - et assure ainsi une durée de vie plus longue au robot miniature.

Ne restait alors plus qu'à « donner vie » à ce petit poisson, justement. En envoyant vers sa queue, des flashs laser dans le proche infrarouge. De quoi actionner la queue en question et le mettre en mouvement. Pour lui permettre ainsi d'atteindre les mêmes vitesses que le phytoplancton lorsqu'il se déplace dans l'eau. Des vitesses de l'ordre de quatre centimètres par seconde. Soit un peu plus de 2,5 fois la longueur de son corps. Un record !

Une fois lancé, le tout petit robot se faufile partout pour ramasser les microplastiques qui traînent. En surface, uniquement pour l'heure. En fait, les déchets se collent sur « sa peau ». Comme par magie ? Pas du tout. La magie n'a rien à voir là-dedans. C'est bien la science qui est en marche. Ici, grâce à des interactions chimiques qui attirent les microplastiques vers le poisson-robot. Et c'est la science toujours qui va devoir s'employer encore un peu pour améliorer les fonctionnalités de cette belle innovation. Objectif : qu'elle puisse, à terme, apporter vraiment sa contribution à la lutte contre la pollution plastique. Affaire à suivre...

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