Une équipe d'ingénieurs de l'Université de San Diego a développé un « patch » portable qui assure une « climatisation » personnelle, chauffant ou refroidissant le corps et le maintenant à une température constante dans toutes les conditions météorologiques.
Le projet a été publié hier dans le magazine Science Advances.
En plus d'apporter du confort au porteur, un tel dispositif présente de nombreuses perspectives d'utilisation en termes de durabilité énergétique et d'économies: « Avec une température corporelle constante et confortable, il n’est plus nécessaire d’activer les climatiseurs » dés Renkun Chen, le professeur de mécanique e génie aérospatial qui a mené l'étude.
Il existe une grande variété de systèmes de chauffage ou de refroidissement « autonomes » à transporter. Ventilateurs de table, ventilateurs de sol, convecteurs, mais aucun avant aujourd'hui n'était portable, flexible et facilement intégré aux vêtements.
Le patch est fait de matériaux thermoélectriques insérés comme dans un sandwich entre deux couches d'élastomères en Ecoflex, un matériau souple à base de nitrure d'aluminium en poudre, qui a une grande conductivité électrique. L'appareil se réchauffe ou se refroidit à la température choisie par le porteur.
Il peut être placé dans des points du corps qui présentent des variations thermiques plus rapides que d'autres: le dos, le cou, les pieds ou les mains, pour se soulager du froid ou de la chaleur.
Sahngki Hong, co-auteur du projet.
Les tests
Les chercheurs ont intégré un prototype de « patch thermique » dans un bracelet élastique et l'ont testé sur un volontaire dans un environnement à température contrôlée. En seulement 2 minutes, l'appareil a amené la température corporelle du sujet à 32°C, la maintenant constante alors que l'environnement ambiant variait de 22 à 36 degrés.
La pointe d'une robe intelligente
Le but ultime du projet est de combiner plusieurs parties de ce « patch » pour créer une combinaison intelligente capable de réguler la température de celui qui le porte : un appareil qui peut être étiré et essoré sans compromettre ses fonctions électroniques.
Le mécanisme
Pour se chauffer ou se refroidir, le patch utilise un faible courant électrique qui déplace la chaleur d'une « feuille » d'élastomères à une autre dans une sorte de sandwich : de cette façon, la face en contact avec la peau devient chaude et la face externe froide, ou vice versa .
L'alimentation électrique est assurée par une batterie fine et flexible de cellules reliées par de très fins ressorts en cuivre qui donnent de la flexibilité à l'ensemble de l'appareil.
des économies d'énergie
Chaque patch est un carré de 5 cm de côté et consomme 0.2 watts d'énergie. L'équipe de Chen estime que 144 patchs sont nécessaires pour créer un vêtement « climatisé », qui consomme de 26 à 80 watts (les jours particulièrement extrêmes) pour maintenir la température corporelle du porteur constante et confortable. A titre de comparaison, un climatiseur consomme des dizaines de kilowatts.
La climatisation de chaque individu présente une plus grande efficacité et des économies plus importantes que la climatisation de grandes pièces. En effet, avec les systèmes de climatisation actuels, maintenir constante la température d’un bureau signifie consommer des milliers de watts par personne. Un tel appareil réduit considérablement la consommation d’énergie et l’impact environnemental.
L'équipe travaille actuellement au développement de l'ensemble de la combinaison, et espère la commercialiser dans quelques années : les problèmes sont désormais liés au système de production et… à l'application smartphone qui contrôlera votre chaleur corporelle !
J'étudie: « Des thermoélectriques portables pour une thermorégulation personnalisée » su Science Advances (2019).
