Des chercheurs de l’Université des Sciences et Technologies de Huazhong en Chine, en utilisant l’impression 3D à frittage sélectif par laser, ont créé une cuvette de WC dotée d’une surface ultra-glissante. Cette avancée vise à réduire considérablement la consommation d’eau, répondant ainsi à un enjeu mondial majeur de préservation des ressources en eau.
L’eau potable est une ressource qui se raréfie à mesure que la demande mondiale augmente. Pourtant, notre mode de vie actuel entraîne un gaspillage colossal. Un geste anodin tel que tirer la chasse d’eau engendre d’énormes pertes. Chaque jour, à l’échelle mondiale, cette simple action du quotidien gaspillerait plus de 141 milliards de litres d’eau, une quantité qui équivaut à six fois la consommation totale d’eau de l’ensemble de la population africaine. Eau qui plus est, est potable.
Face à ce constat alarmant, des initiatives voient le jour pour tenter de préserver notre or bleu. Parmi elles, un prototype de cuvette venu de Chine dotée d’une surface hautement glissante sur laquelle aucune saleté ne parvient à s’accrocher. Ce système novateur est baptisé « Abrasion-Resistant Super-slipperyFlush Toilet » (Toilette Super-glissante Résistante à l’Abrasion, en français) ou ARSFT. Les détails ont été publiés dans la revue Advanced Engineering Materials.
La conception de l’ARSFT
L’innovation derrière l’ARSFT repose sur une combinaison astucieuse de techniques d’impression 3D et de lubrification. La première étape cruciale de ce processus est l’utilisation du frittage sélectif par laser (SLS). Cette méthode d’impression 3D fait appel à un laser de haute puissance, permettant de transformer des micrograins polymères (un mélange de polypropylène et de silice fumée hydrophobe) en structures tridimensionnelles solides et précises. Une caractéristique distinctive de cette technique est sa capacité à produire des surfaces naturellement poreuses et rugueuses. Ces particularités structurelles, loin d’être des défauts, sont essentielles pour la suite du processus.
Une fois l’objet imprimé, il est plongé dans un bain d’huile de silicone diméthyle. Ce lubrifiant pénètre alors dans les moindres pores et retire toute rugosité de l’objet, créant une surface parfaitement glissante. C’est cette immersion qui confère à l’objet sa capacité exceptionnelle à repousser l’eau et d’autres liquides.
Résistance et efficacité
L’une des caractéristiques les plus impressionnantes de l’ARSFT est sa résilience face à l’abrasion. Même après avoir été soumise à des frottements intenses, la surface de la cuvette ne perd pas ses propriétés antiadhérentes. En effet, même si la couche externe est endommagée, celle juste en dessous reste imprégnée de lubrifiant, garantissant ainsi la conservation des propriétés. Les chercheurs ont poussé l’expérimentation plus loin en frottant la surface avec du papier de verre à plus de 1000 reprises, et malgré cette épreuve rigoureuse, la cuvette a conservé presque 100% des propriétés.
Mais l’abrasion n’était pas le seul test auquel l’équipement a été soumis. Dans une série d’expériences, les chercheurs ont versé divers liquides et substances sur la surface, allant de l’eau boueuse au miel en passant par du yaourt, du gel riche en amidon et même des excréments synthétiques. Le résultat était toujours le même : rien ne restait accroché à la surface.
Il est intéressant de noter que, pour les besoins de leurs essais, les scientifiques ont travaillé sur un modèle réduit, dix fois plus petit qu’une cuvette grandeur nature. Ainsi, en dépit de ces résultats prometteurs, ils devraient encore avoir du travail pour adapter cette technologie et répondre aux besoins réels des systèmes sanitaires modernes.
Voyez en vidéo la performance de la cuvette avec différentes substances (YouTube/New Scientist) :