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Un capteur ultrasonique imprimé en 3D pour faciliter la collecte de données météorologiques

Publié le 9 mai 2022 par Mélanie W.
3D-paws

La Corporation universitaire pour la recherche atmosphérique (UCAR en anglais) est à l’origine d’un projet baptisé 3D-PAWS pour 3D Printed Automatic Weather Station : celui-ci s’appuie sur l’impression 3D pour concevoir des outils et instruments facilitant la collecte de données météorologiques. Les équipes présentent leur toute nouvelle réalisation, un capteur ultrasonique de forme conique protégé par une coque imprimée en 3D. Celui-ci permettra de mieux mesurer le débit des cours d’eau, les chutes de neige mais aussi les ondes de tempête et ainsi de protéger les populations.

3D-PAWS a été lancé il y a 5 ans dans le but de rendre la collecte de données météorologiques plus accessible. L’un des chefs de projet de cette initiative, Paul Kucera, explique : “Notre objectif est de permettre à nos utilisateurs finaux de fabriquer et de maintenir leurs propres réseaux plutôt que de se procurer des capteurs commerciaux, qui peuvent coûter plusieurs milliers de dollars.” L’un des moyens de baisser le coût total de ces outils est de passer par la fabrication additive. Ainsi, n’importe qui peut créer ses propres instruments. Le projet a débuté par des stations météorologiques pour obtenir davantage de données sur l’humidité, les précipitations, la pression ou encore la température. 3D-PAWS a notamment équipé des régions comme la Barbade, le Kenya, l’Ouganda et la Zambie. 

Une station météorologique imprimée en 3D installée en Zambie (crédits photo : 3D-PAWS)

Cette fois-ci, 3D-PAWS s’est concentré sur la télédétection : il a voulu concevoir un système permettant de déceler les changements de débit dans les cours d’eau, d’identifier les chutes de neige dans des régions éloignées mais aussi de déceler les ondes de tempête qui montent sur le rivage. Martin Steinson, ingénieur mécanique et concepteur des instruments de 3D-PAWS, ajoute : “Nous nous rapprochons beaucoup de la création d’un système d’alerte utile. Nous serons en mesure de combiner des stations météorologiques et des jauges de cours d’eau pour fournir des informations susceptibles d’avoir un impact sur la vie quotidienne des gens.” De là est né le capteur ultrasonique, protégé par une coque imprimée en 3D avec un polymère acrylique. Les membres du projet sont restés très discrets quant à la phase d’impression et aux solutions employées.

Le capteur devrait en tout cas permettre de mieux prévoir les inondations et le ruissellement de la fonte des neiges. Concrètement, il utilise des ondes sonores pour envoyer et recevoir des impulsions et mesure le temps qu’il faut entre cet envoi et la réception sur la surface de l’eau pour mesurer le changement de la hauteur de l’eau. Le système final reste facile à installer, manipuler et réparer, ce qui était l’un des objectifs principaux de 3D-PAWS : permettre à n’importe quelle région plus reculée de déployer et faire vivre son système de détection. Plusieurs tests terrain ont dores et déjà été réalisés : en deux semaines, un capteur a mesuré une chute de neige record de 5,4 mètres et n’a pas été endommagé.

A gauche, un capteur installé en République Dominicaine ; à droite, un capteur installé avec succès pour tester ses capacités (crédits photos : Paul Kucera)

D’autres installations ont été réalisées avec succès et les membres du projet réfléchissent déjà aux prochains instruments imprimés en 3D, notamment pour surveiller la qualité de l’air. Vous pouvez en savoir plus ICI. Que pensez-vous du recours à la fabrication additive pour collecter des données météorologiques ? Partagez votre avis dans les commentaires de l’article et retrouvez toutes nos vidéos sur notre chaîne YouTube ou suivez-nous sur Facebook ou Twitter !

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