Vers le nettoyage des surfaces transparentes par ondes acoustiques grâce au Carnot CEA LETI

04 2020
Les Carnot et les entreprises

Des ondes acoustiques émises par des actionneurs piézoélectriques peuvent débarrasser une surface transparente des gouttelettes d'eau, taches de gras et salissures diverses. Une piste étudiée par le Carnot CEA LETI avec Innovasonic, une start-up de la Silicon Valley.​

Le nettoyage par ondes acoustiques existe déjà sur les verrières des avions de chasse. Mais il manque de discrétion : les actionneurs piézoélectriques sont placés dans de larges pastilles céramiques… « Nous voulons pour notre part créer un dispositif invisible à l'œil nu, explique Jean-Philippe Polizzi, responsable Programme au Carnot CEA LETI. Un pare-brise, un panneau photovoltaïque et plus encore, un objectif de caméra automobile doivent rester parfaitement transparents. »

Des électrodes fines comme des cheveux
Le principe de ce dispositif a été breveté par Innovasonic, une start-up de la Silicon Valley qui collabore avec le Carnot CEA LETI depuis mi-2019. Les pastilles céramiques sont remplacées par un réseau d'actionneurs de la largeur d'un cheveu (100 µm, voire moins), constitués d'un empilage de deux électrodes et d'un matériau piézoélectrique. Quand on les alimente en courant, elles génèrent des vibrations, donc des ondes acoustiques. Les salissures se détachent, les gouttelettes d'eau sont vaporisées instantanément.

Le Carnot CEA LETI est idéalement placé pour réaliser ces actionneurs : il sait fabriquer et déposer en couche mince (1 micron d'épaisseur) des matériaux piézoélectriques de grande qualité à fort coefficient - titano-zirconate de plomb, nitrure d'aluminium - et intégrer les électrodes autour de ces matériaux.

Le projet porte aussi sur le système dans son ensemble : quel type d'onde est le plus efficace ? à quelle fréquence et à quelle amplitude ? quelle est la distance optimale entre électrodes ? « Nous traiterons ces questions par simulation avant de fabriquer un premier démonstrateur » précise Jean-Philippe Polizzi. Objectif : une preuve de concept mi-2020.