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May 31, 2023

L'énergie solaire pour propulser un robot de nettoyage d'eau petit mais puissant

L'énergie solaire envoie des robots en service pour le nettoyage du port et d'autres

L'énergie solaire envoie des robots au travail pour le nettoyage du port et d'autres tâches environnementales.

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Tout juste après sa victoire à la Coupe du monde 2022, la nation argentine se prépare maintenant à s'attaquer au problème massif de la pollution plastique dans les voies navigables d'Amérique du Sud et des Caraïbes. La première institution universitaire du pays, l'Université nationale de La Plata, s'est associée à la société Recyclamar Pampa Argentina pour déployer l'énergie solaire sur un robot automoteur de nettoyage de l'eau.

Le nouveau projet d'énergie solaire associe les experts en gestion des déchets de Recyclamar Pampa à l'Institut universitaire de recherche en électronique, contrôle et traitement du signal, qui s'est occupé, entre autres, du système de contrôle autonome.

Conférer un fonctionnement autonome au robot était une prouesse d'ingénierie complexe qui impliquait des modèles sur mesure, des commandes et l'application d'algorithmes pour les capteurs embarqués.

Le robot est conçu pour capturer les déchets flottants, y compris les particules microplastiques et les hydrocarbures ainsi que les bouteilles en plastique et autres débris flottants. L'appareil peut également atteindre des objets flottants immergés sous la surface, à une profondeur d'environ 40 centimètres (un peu plus de 15 pouces).

La décision a été prise de se concentrer sur les eaux de surface et proches de la surface, car c'est là que la majeure partie des débris flottants s'accumule dans les rivières, les lagunes et les ports.

Bien que l'ingénierie ait été une tâche complexe, le concept est relativement simple. C'est comme un Roomba, mais avec de l'énergie solaire.

Le Dr Juan Luis Rosendo de l'Institut de recherche en électronique explique que "le fonctionnement est similaire à un robot aspirateur domestique, mais avec les difficultés liées au déplacement dans un milieu liquide et des environnements non structurés tels que les ports et les rivières, où les perturbations externes sont présent et doit pouvoir être dédommagé depuis le contrôle du robot."

Toutes choses étant égales par ailleurs, le robot de nettoyage à l'eau aurait pu être équipé d'un moteur à essence ou diesel, ou peut-être de gaz naturel comprimé ou de piles à combustible à hydrogène.

Compte tenu de l'objectif environnemental du robot, cependant, l'énergie fossile était un non-démarreur.

Les piles à combustible fourniraient un trajet sans émission, sauf que le carburant hydrogène provient généralement du gaz naturel. L'Argentine est l'une des nations qui cherchent à acquérir une position de leader sur le marché émergent de l'hydrogène vert, mais le gaz continuera de dominer dans un avenir proche.

Même si de l'hydrogène vert est disponible, l'énergie solaire conviendrait mieux à un robot de nettoyage de l'eau, en partie parce que les panneaux solaires fourniraient une vitrine à haute visibilité pour l'appareil.

De plus, avec l'énergie solaire, un robot aquatique n'aurait pas besoin de retourner à une station-service pour se recharger.

Le nouveau robot argentin de nettoyage de l'eau n'est qu'un exemple de la fusion de l'énergie solaire avec des dispositifs robotiques qui effectuent des tâches environnementales. Dans une nouvelle particulièrement intéressante, la startup américaine Aigen se prépare à introduire une "plate-forme robotique évolutive à énergie solaire pour l'agriculture et la régénération des sols", avec 4 millions de dollars en capital de démarrage dans sa poche.

Le tour de table a eu lieu en janvier dernier, dirigé par la société de capitaux mondiale NEA avec les sociétés AgFunder, Global Founders Capital et ReGen Ventures.

L'agriculture régénérative est un ensemble de principes axés sur la conservation et l'amélioration de la santé des sols. Les techniques régénératives traînent en marge du Big Ag depuis des générations. Un soudain regain d'intérêt pour la séquestration du carbone a amélioré les bénéfices nets de l'investissement dans la régénération des sols, ce qui explique pourquoi les principaux acteurs de l'industrie agricole mondiale tendent soudainement l'oreille.

L'angle Big Ag correspond bien au modèle commercial d'Aigen. Plus qu'un désherbant à énergie solaire, les robots Aigen réduisent ou éliminent les additifs chimiques ainsi que la réduction ou l'élimination du besoin de grosses machines de martèlement de la terre.

« La technologie d'Aigen s'appuie sur l'IA et la robotique de pointe pour fournir une solution élégante à plusieurs des plus grands problèmes de l'humanité. Leur produit libère la superpuissance de la nature pour séquestrer des quantités substantielles de carbone atmosphérique à l'échelle planétaire », a expliqué Andrew Schoen, un partenaire de l'AEN.

Aigen cite une étude du GIEC indiquant que 60 à 75 % du carbone contenu dans le sol a été « perdu » dans les terres agricoles.

L'agriculture fait partie des rares industries qui ont le potentiel de fonctionner de manière rentable en mode carbone négatif, note le cofondateur d'Aigen, Rich Wurden, dont le curriculum vitae comprend des travaux sur les modèles Tesla S, X et 3.

À la réflexion, restons-en à l'énergie solaire et aux robots. Un autre nouveau développement intéressant dans le domaine de l'énergie solaire plus robot implique une nouvelle approche de la conception de centrales solaires à grande échelle montées au sol. Au lieu de placer des panneaux solaires au-dessus du sol sur des cadres à différents degrés d'inclinaison, la startup Arizona Erthos a mis au point une nouvelle formule photovoltaïque adaptée aux robots dans laquelle les panneaux solaires sont placés à plat, directement sur le sol.

Erthos déclare que les avantages de son Earth Mount Solar comprennent "des coûts d'investissement réduits, l'élimination des risques d'installation souterraine (pas de fondations sur pieux d'acier), pas de pièces mobiles complexes (telles que des moteurs, des engrenages, des actionneurs et des amortisseurs), une densité de puissance plus élevée par zone (avec un taux de couverture du sol de plus de 90 %, produisant un gain d'énergie moyen de 114 % par acre), et un processus d'installation simplifié avec des assemblages de câbles PV laminés exclusifs qui éliminent les tirages de câbles CC, les terminaisons sur le terrain des connecteurs MC4, les attaches de câble , l'étiquetage sur le terrain et les tâches de gestion des câbles. »

C'est toute une bouchée. Les robots interviennent lorsque le sujet se tourne vers la maintenance. Garder les installations photovoltaïques à l'abri de la poussière et des débris est une caractéristique opérationnelle importante pour les panneaux solaires. Ce n'est pas particulièrement un problème dans les climats pluvieux, mais dans de nombreuses régions du monde, les opérateurs photovoltaïques doivent prendre en compte les coûts de nettoyage.

La conception plate et compacte des panneaux photovoltaïques d'Erthos crée de nouvelles opportunités pour l'utilisation efficace des balayeuses robotisées sans eau. Les robots sont conçus pour collecter des données sur les panneaux au fur et à mesure qu'ils avancent, aidant ainsi à résoudre tout problème dès le début.

Bien sûr, aucune mention de l'énergie solaire et des robots ne serait complète sans une mention de la NASA, qui a stimulé les premières étapes de l'innovation photovoltaïque pour alimenter divers dispositifs robotiques depuis le lancement du satellite Vanguard en 1958.

Les Rovers lunaires des années 1970 étaient alimentés par des batteries. À partir des années 1990, les Rovers qui se présentaient au travail sur Mars arboraient des panneaux photovoltaïques, et l'énergie solaire a depuis laissé sa marque sur la planète rouge.

L'Opportunity Rover alimenté par le PV a attiré l'attention en 2019, lorsqu'il aurait diffusé une dernière missive tragique de Mars. Opportunity arpentait le terrain depuis 15 ans.

Cette année, c'était au tour de l'Insight Rover de retourner son bouclier. Le 19 décembre, la NASA a signalé qu'InSight ne répondait pas. Le robot était aux prises avec une alimentation électrique en baisse depuis des mois, à la suite d'une méchante tempête de poussière.

"... on suppose qu'InSight a peut-être atteint la fin de ses opérations", a rapporté la NASA d'un ton plutôt sombre. "On ne sait pas ce qui a provoqué le changement de son énergie; la dernière fois que la mission a contacté le vaisseau spatial, c'était le 15 décembre 2022."

Peut-être que la prochaine mission sur Mars inclura un robot de sauvetage avec un balai et des lingettes.

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Crédit photo : Robot de nettoyage de l'eau avec panneaux solaires, avec l'aimable autorisation de l'Université nationale de La Plata.

Tina est spécialisée dans la durabilité militaire et d'entreprise, les technologies de pointe, les matériaux émergents, les biocarburants et les problèmes d'eau et d'eaux usées. Les opinions exprimées sont les siennes. Suivez-la sur Twitter @TinaMCasey et Spoutible.

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