Une équipe de chercheurs sud-coréens transforme le soufre résiduel de raffinerie en robots souples autoréparants

Chaque année, l’industrie pétrolière génère un excédent de soufre dont personne ne sait vraiment quoi faire. Son extraction du brut est imposée par la réglementation environnementale, mais son principal débouché industriel (la fabrication d’acide sulfurique) est déjà saturé. En 2024, la production mondiale a atteint 85 millions de tonnes, selon le Service géologique des États-Unis. Une équipe du KRICT, de l’Université Hanyang et de l’Université Sejong, en Corée du Sud, a trouvé une solution : convertir ce soufre résiduel en un polymère adapté à l’impression 4D, permettant de fabriquer des robots souples capables de se déplacer, de saisir des objets et de se réparer par eux-mêmes.

Le matériau, baptisé PSN, est un réseau de poly(phénylène polysulfure) qui constituait jusqu’à présent un obstacle pour l’impression 3D : sa structure interne était trop densément liée pour s’écouler correctement dans un extrudeur. L’équipe est parvenue à l’assouplir suffisamment pour imprimer des géométries complexes sans compromettre les propriétés du matériau.

Schéma du cycle d’impression circulaire 4D avec le PSN et sa version magnétique, le MPSN. A) Le processus consistant à imprimer, à programmer la forme, à la récupérer et à recycler le matériau. B) Des robots souples en 1D, 2D et 3D qui se déplacent en réagissant à la chaleur, à la lumière ou aux aimants. (Crédits : J. H. Hwang, S. Won, J. M. Lee, et al.)

Le résultat est une structure à mémoire de forme qui réagit à la chaleur ou à la lumière, sans moteur, câblage ni alimentation électrique externe. En incorporant 20 % de poudre de fer, les chercheurs obtiennent une version magnétique à partir de laquelle ils ont fabriqué des robots de moins d’un centimètre, capables de répondre à un champ magnétique externe : franchir des obstacles, déposer une charge à un point précis ou libérer un catalyseur pour déclencher une réaction chimique.

L’un des aspects les plus remarquables de l’étude est le système d’assemblage : en appliquant un faisceau laser infrarouge pendant huit secondes, il est possible de souder deux pièces imprimées entre elles sans recourir à un adhésif, la chaleur rompant et reconnectant les liaisons internes du polymère. De plus, lorsqu’une pièce a rempli sa fonction, elle peut être fondue et réimprimée de zéro, dans un système en boucle fermée qui se recycle en continu sans générer de déchets supplémentaires.

Dong-Gyun Kim, uno de los responsables del proyecto, señaló que se trata del primer caso documentado de reciclaje de azufre industrial hacia materiales robóticos avanzados, capaces de moverse de forma autónoma e incluso de reciclarse por completo.

Dong-Gyun Kim, l’un des responsables du projet, a souligné qu’il s’agit du premier cas documenté de recyclage de soufre industriel en matériaux robotiques avancés. L’étude, publiée dans Advanced Materials en novembre 2025, résout ainsi deux problèmes simultanément : donner une seconde vie à de grandes quantités de déchets industriels, et savoir fabriquer des pièces capables de changer de forme sans dépendre de l’électronique ni de moteurs. Il s’agit encore d’un développement de laboratoire, mais il ouvre une voie prometteuse pour l’avenir de l’impression 4D. L’article complet est disponible ICI.

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*Photo de couverture : Dr. Dong-Kyun Kim et Dr. Jae-hyuk Hwang (crédits : KRICT).