La percée scientifique qui a été réalisée au Laboratoire de mécanique multi-échelles (LM2) de Polytechnique Montréal par la chercheuse Sampada Bodkhe, dans le cadre de ses études doctorales, et par ses co-directeurs de thèse, le professeur titulaire Daniel Therriault et le professeur agrégé Frédérick Gosselin, avec l’aide de la stagiaire à la recherche Clara Noonan, figure parmi les dix découvertes québécoises 2018 du magazine Québec Science et est de ce fait en lice au concours Prix du public Découverte Québec Science de l’année 2018.

La percée scientifique consiste en un capteur de mouvement, fait d’une pâte composite constituée d’un polymère piézoélectrique et d’électrodes conductrices, qui est imprimé en trois dimensions. Le polymère piézoélectrique, une pâte composée de nanoparticules de céramique, produit de l’électricité lorsqu’il est déformé. Les électrodes conductrices, qui sont positionnées de part et d’autre du polymère, consistent en une pâte composée de nanoparticules d’argent.

Une particularité de la percée scientifique réalisée à Polytechnique Montréal consiste en le recours à l’impression 3D pour la production de la pâte composite, sans qu’il y ait de mélange du polymère et des électrodes. En optant pour un procédé similaire à celui d’un tube de dentifrice dont les rayures de couleur ne s’entrecroisent pas lors de l’expulsion de la pâte, l’équipe de recherche a appliqué des traits de pâte conductrice sur les parois internes d’un réservoir d’imprimante 3D, puis ajouté le polymère piézoélectrique au contenant. Après quelques essais de viscosité des matériaux, un filament sans entrecroisement des pâtes a été imprimé et a démontré sa capacité d’émission d’un signal électrique lorsqu'il est déformé.

Les chercheurs de Polytechnique Montréal ont imprimé le capteur sur une genouillère, ce qui a permis la détection de mouvement du genou d’un cycliste sur un vélo stationnaire. Également, un capteur imprimé sur un chandail a pu capter le rythme et l’intensité des respirations d’une personne.
 

Ce capteur de mouvement, imprimé en 3D, est fait d’une pâte composite qui est constituée d’un polymère piézoélectrique et d’électrodes conductrices. (Photo : Sampada Bodkhe)
 

Des travaux qui retiennent l’attention

L’évolution des travaux de recherche réalisés par la chercheure Sampada Bodkhe et les professeurs Therriault et Gosselin à Polytechnique Montréal a fait l’objet de présentations au cours des dernières années.

Sampada Bodkhe, qui a complété son doctorat en génie mécanique en 2018 à Polytechnique Montréal, a obtenu en 2015 le deuxième prix lors de la finale interne à Polytechnique du volet en anglais du concours Ma thèse en 180 secondes de l’Association francophone pour le savoir (Acfas), avec une présentation intitulée « 3D Printing Piezoelectric Energy Harvesters ».

En 2017, avec une présentation intitulée « Three-Dimensional Printing of Multifunctional Polymers for Sensors and Microsystems », Sampada a remporté la finale interne à Polytechnique Montréal du concours 3 Minute Thesis de l’Association canadienne pour les études supérieures (ACES), puis a représenté Polytechnique à la finale régionale du concours à l’Université du Nouveau-Brunswick.

Également, l’avancée scientifique réalisée à Polytechnique Montréal a fait l’objet d’un article, intitulé « Coextrusion of Multifunctional Smart Sensors », qui a été publié dans la revue Advanced Engineering Materials en juillet 2018. Aussi, une image d’une impression en 3D a été publiée en quatrième de couverture de la revue. D’autre part, l’avancée scientifique a fait l’objet d’une demande de brevet.

Votez pour cette percée scientifique

Jusqu’au 10 février 2019, la communauté de Polytechnique Montréal et le grand public sont invités à voter pour la percée scientifique « Des capteurs de mouvement imprimés en 3D » réalisée par Sampada Bodkhe, Daniel Therriault, Frédérick Gosselin et Clara Noonan dans le cadre de la 26^e édition du concours Prix du public Découverte Québec Science de l’année 2018.

Les participants au concours peuvent remporter un séjour au parc national du Mont-Mégantic pour une famille de deux adultes et deux enfants, comprenant deux nuits en chalet au parc national du Mont-Mégantic, une visite de jour de l’ASTROLab, une visite de jour, une soirée d’astronomie et un accès VIP avec l’astronome sur place à l’Observatoire populaire du Mont-Mégantic ainsi qu’un accès aux sentiers du parc durant trois jours.

Votez maintenant!

De gauche à droite : Sampada Bodkhe, diplômée au doctorat en génie mécanique de Polytechnique Montréal; Daniel Therriault, professeur titulaire au Département de génie mécanique de Polytechnique Montréal; Frédérick Gosselin, professeur agrégé au Département de génie mécanique de Polytechnique Montréal.
 

En savoir plus

Page de présentation de la percée scientifique « Des capteurs de mouvement imprimés en 3D » dans le site de Québec Science
Page de vote de la percée scientifique « Des capteurs de mouvement imprimés en 3D » dans le site de Québec Science
Fiche d’expertise du professeur Daniel Therriault
Fiche d’expertise du professeur Frédérick Gosselin