Un rotor en lévitation tourne pendant 10 heures, ouvrant la voie à la navigation sans GPS

Dans une chambre à vide poussé à Singapour, un rotor de graphite flotte au-dessus d’aimants permanents tandis que des lasers et des électrodes suivent ses mouvements. Lorsque les chercheurs d’ASTAR ont coupé l’entraînement, le rotor millimétrique a continué de tourner pendant plus de 10 heures* — un nouveau record de faible perte d’énergie pour un rotor mécanique de cette taille.

L’obstacle n’était pas le frottement sur un palier : aucun palier ne touchait le rotor. La lévitation diamagnétique était plutôt limitée par l’amortissement dû aux courants de Foucault, un phénomène par lequel les effets magnétiques dissipent l’énergie du mouvement. L’équipe du Centre d’innovation quantique d’A*STAR a utilisé la symétrie de rotation pour réduire cette perte. Lorsque le rotor tournait autour de son axe central, il rencontrait presque le même champ magnétique à chaque rotation, ce qui supprimait les courants qui auraient autrement ralenti son mouvement.

Le résultat a été un taux de dissipation rotationnelle de 3,85 microhertz. La perte d’énergie liée au mouvement de rotation du rotor était environ 100 000 fois plus lente que celle de ses mouvements latéral et vertical. Cette stabilité a laissé aux chercheurs suffisamment de temps pour utiliser le dispositif comme gyroscope, un capteur qui mesure les changements d’orientation.

Le système a atteint 930 tours par minute et détecté des rotations aussi lentes que 0,0065 degré par seconde, plaçant sa sensibilité dans la plage des performances de niveau commercial. L’étude, publiée dans Nature Communications, indique que les modélisations ouvrent la voie à la plage plus exigeante des performances requises pour la navigation, moyennant de nouveaux développements.

Qu’est-ce qui change en pratique ? Un gyroscope stable pourrait aider les véhicules à conserver une orientation précise sous terre, sous l’eau ou dans d’autres endroits dépourvus de signaux GPS. Les premiers bénéficiaires seraient des systèmes comme les véhicules sous-marins autonomes, mais le dispositif n’est pas encore un produit prêt à être déployé sur le terrain : A*STAR indique que les prochaines étapes consistent à augmenter la vitesse, améliorer la stabilité, rendre les équipements de support plus compacts et développer une plateforme de capteur commercialement viable.