Une nouvelle technologie 3D pourrait révolutionner la manière dont les objets sont protégés de la chaleur et de la détection thermique. Selon l’University of Illinois Urbana-Champaign, des chercheurs ont conçu le premier dispositif de camouflage thermique entièrement 3D capable de rendre des objets invisibles aux caméras infrarouges tout en les protégeant de températures extrêmes.
Décrite dans Nature Communications, l’étude explique comment l’invention fonctionne depuis presque n’importe quel angle, contrairement aux précédentes conceptions de camouflage thermique, qui ne fonctionnaient qu’en deux dimensions ou depuis une seule direction. Au lieu de bloquer la chaleur, la cape guide l’énergie thermique autour d’un objet, de sorte qu’une caméra infrarouge détecte un profil de température comme si l’objet n’était pas là.
« Un véritable camouflage thermique devrait fonctionner quelle que soit la provenance de la chaleur », a déclaré Shelly Zhang, professeure de génie civil et environnemental à l’University of Illinois Urbana-Champaign. « Notre dispositif peut dissimuler un objet 3D complexe dans un nombre infini de directions tout en maintenant la température à l’intérieur stable et protégée. »
Cette avancée repose sur une structure de matériau de type treillis pouvant être ajustée dans trois directions afin de contrôler avec précision le transfert de chaleur. En réglant la géométrie du treillis, les chercheurs peuvent créer une gamme de propriétés thermiques plus étendue qu’avec les approches précédentes, rapprochant la conception des exigences d’une cape idéale.
L’équipe comprend Zhang, le chercheur postdoctoral Weichen Li, l’étudiant diplômé Yibo Wang et le professeur Ole Sigmund de la Technical University of Denmark. Ensemble, ils ont construit et testé un prototype physique combinant de l’aluminium imprimé en 3D et du caoutchouc moulé : le treillis en aluminium dirige efficacement la chaleur, tandis que le matériau de type caoutchouc ralentit le transfert thermique.
Lors de tests en laboratoire, les chercheurs ont placé la cape entre des régions chaudes et froides et utilisé une caméra infrarouge pour suivre le déplacement de la chaleur. Les résultats ont montré que la chaleur s’écoulait autour de la zone protégée, tandis que la température à l’intérieur restait stable. L’équipe a également testé des formes 3D complexes, y compris des géométries évoquant une tête, démontrant des performances supérieures à celles des précédentes capes thermiques expérimentales.
Les applications potentielles comprennent la gestion de la chaleur autour d’équipements électroniques sensibles, la protection d’équipements dans des environnements difficiles et la réduction de la visibilité thermique dans des contextes de sécurité et de défense.
« Tout domaine nécessitant un contrôle précis de la chaleur ou devant protéger quelque chose d’une détection thermique pourrait bénéficier de ces travaux », Zhang a déclaré. « Il s’agit de dissimuler et de protéger les informations transportées par la chaleur. »
Les chercheurs explorent désormais des capes thermiques intelligentes qui pourraient manipuler activement la chaleur, et non seulement dissimuler ou protéger des objets. Comme Zhang l’a expliqué, « La prochaine étape consiste à créer des capes qui ne se contentent pas de dissimuler et de protéger, mais manipulent aussi activement la chaleur de manière utile. »
