Combien de fois vous êtes-vous demandé pourquoi les antennes radio doivent nécessairement être des objets rigides et volumineux ? La réponse vient d’une équipe d’ingénieurs de l’Université de Columbia qui a décidé de repenser complètement le concept de l’antenne radio. Leur approche est étonnamment low-tech : ils se sont inspirés de la technique du tricot jacquard, la même que celle utilisée pour les pulls décorés de Noël, pour créer des dispositifs de communication flexibles et portables.
Une percée inattendue dans les communications radio
Le antennes radio les traditionnels sont partout autour de nous, sur les toits des maisons et dans les systèmes de télécommunications. Ce sont des appareils essentiels mais qui ont toujours eu des limites évidentes : ils sont lourds, encombrants et souvent coûteux à produire. Ces contraintes constituent un obstacle important depuis des années, en particulier pour ceux qui vivent ou travaillent dans des zones reculées où la portabilité est essentielle.
Une équipe de Columbia Engineering décidé d'aborder ce problème sous un angle complètement nouveau. Au lieu de chercher des solutions dans la haute technologie, ils se sont tournés vers une technique ancienne : le pull à jacquard flottant, le même que celui utilisé pour créer des pulls décorés classiques.
La magie du tricot intelligent pour l'antenne radio
Le processus de création de ces antennes radio les textiles sont aussi simples qu’ingénieux. À l’aide de fils métalliques et de diélectriques disponibles dans le commerce, l’équipe a créé ses prototypes. La technique utilisée consiste à utiliser deux types de fils ou plus pour produire un motif, un fil « flottant » sous le tissu lorsqu'il n'est pas utilisé. Cette innovation n’est pas que théorique : chaque métasurface d’une superficie d’environ un mètre carré est tricotée en seulement 45 minutes. Et ce ne sont pas des appareils délicats : ils résistent aux lavages et repassages répétés, gardant leurs propriétés inchangées.
Il Professeur Nanfang Yu, pionnier de la recherche sur les dispositifs nanophotoniques, a rappelé avec nostalgie le pull violet avec des chats blancs qu'il portait lorsqu'il était enfant, soulignant que la même technique utilisée pour ces décorations est désormais à la base d'une technologie révolutionnaire.
La technique de tricotage en float-jacquard utilisée pour créer ces métasurfaces textiles est exactement la même technique que celle utilisée par nos grands-parents pour confectionner les pulls.
L'avenir est dans les tissus
Les perspectives d’avenir sont passionnantes. L'équipe explore des techniques tricots des modernes (il y en a au moins une douzaine) pour créer des conceptions plus complexes et multifonctionnelles. L’objectif est d’intégrer des circuits électroniques et des points de pliage dans les mouchoirs, créant ainsi des dispositifs pouvant être facilement pliés et dépliés ou même basculer entre différentes fonctionnalités électromagnétiques.
L'évolutivité est un autre point fort : les machines à tricoter commerciales peuvent produire des tissus jusqu'à deux mètres de large, sans limitation de longueur. Cela ouvre la voie à la création de antennes radio à gain élevé avec des ouvertures de plusieurs mètres de diamètre, si légères qu'elles peuvent être transportées par des satellites pour communiquer sur d'énormes distances.
Il est important de noter que ces dispositifs ont été fabriqués à partir de fils disponibles dans le commerce et en tirant parti de techniques de fabrication établies.
Antenne radio « textile » : une passerelle entre tradition et innovation
J'aime penser que cette découverte représente un exemple parfait de la façon dont l'innovation est souvent cachée dans les aspects les plus quotidiens de nos vies. Le professeur Yu a suggéré que les communautés de tricot pourraient trouver des moyens ingénieux d'intégrer l'esthétique et la fonctionnalité dans un pull qui pourrait également servir d'amplificateur WiFi (à condition qu'il soit sans danger pour la santé).
La recherche, publiée dans la revue Matériaux avancés (je te le mets en lien ici) montre comment on trouve parfois les solutions les plus élégantes à des problèmes complexes en regardant le passé avec un regard neuf. Dans un monde de plus en plus orienté vers la haute technologie, il est fascinant de voir comment une technique ancienne peut ouvrir de nouvelles frontières dans les communications du futur.
