Améliorer la sécurité des véhicules électriques avec une peinture à base de TiO2

LiDAR est un composant crucial des véhicules autonomes d’aujourd’hui car il est utilisé pour créer des cartes 3D de l’environnement. Malgré les récents progrès des capacités de détection du LiDAR, il a encore du mal à détecter les matériaux absorbant la lumière, comme les objets très noirs. Une récente étude publiée dans ACS Applied Materials (AMAT ) & Interfaces montre comment une peinture à base de TiO2 pourrait aider à résoudre ces problèmes. Voici tout ce que vous devez savoir.

Qu’est‑ce que le LiDAR ?

Pour comprendre pourquoi vous avez besoin d’une peinture noire hautement réfléchissante, vous devez d’abord vous familiariser avec le LiDAR et ses nombreuses utilisations. Le LiDAR est un capteur basé sur la lumière réfléchissante qui peut déterminer avec une grande précision la forme et la distance des objets. Ces systèmes fonctionnent comme le sonar en ce sens qu’ils émettent un signal qui rebondit. Le taux de retour du signal peut être utilisé pour décrire le temps ou l’environnement.

Le LiDAR utilise de minuscules impulsions lumineuses plutôt que du son. Cette structure lui confère une plus grande précision dans de nombreuses circonstances. Aujourd’hui, le LiDAR est un composant essentiel de nombreux dispositifs automatisés. Cette technologie s’est améliorée de façon significative au cours des cinq dernières années grâce à l’intégration de l’IA qui rend les systèmes plus intelligents.

Peinture noire hautement réfléchissante

La peinture noire hautement réfléchissante peut être appliquée facilement sur les objets afin de garantir que la flotte croissante de véhicules autonomes puisse les voir clairement. Cette avancée peut ne pas sembler importante, mais lorsqu’on réalise qu’il y a environ 2 531 206 véhicules hybrides à batterie et hybrides rechargeables sur les routes aujourd’hui, on comprend pourquoi il est crucial d’éviter que ces véhicules ne percutent la communauté. Notamment, les analystes prévoient qu’il y aura plus de 26,4 M de VE sur les autoroutes américaines d’ici 2030.
L’utilisation d’une peinture à base de TiO2 pourrait aider à sauver des millions de vies à l’avenir. Conscients de ce fait, un groupe d’ingénieurs innovants dirigé par Chang‑Min Yoon s’est lancé dans une mission visant à créer une peinture noire super réfléchissante pour le LiDAR, facile à appliquer, durable et résistante à la chaleur. Les résultats de leurs recherches sont une nouvelle peinture à base de TiO2 et une méthode de fabrication qui peuvent être facilement reproduites et appliquées à moindre coût.

Comment la peinture à base de TiO2 (dioxyde de titane) est fabriquée

Le processus de fabrication d’une peinture à base de TiO2 diffère de la peinture traditionnelle où les pigments sont mélangés à de la résine, un solvant et des additifs pour créer un revêtement appliquable. Pour créer une peinture à base de TiO2, les chercheurs ont décidé d’adopter une nouvelle approche. Ils ont réalisé les étapes de gravure du processus avant la réduction.

La première étape consistait à fabriquer de fines plaques avec du TiO2 noir creux (HL/BT). Pour accomplir cette tâche, ils ont ajouté une fine couche de dioxyde de titane (TiO2) sur de petits éclats de verre microscopiques. Ensuite, de l’acide fluorhydrique a été utilisé pour graver le verre. Cette méthode, appelée sol‑gel, laisse un résidu de TiO2 hautement réfléchissant.

Les chercheurs ont voulu pousser leur création encore plus loin. Ils ont conclu qu’une réduction au NaBH4 pouvait influencer l’état d’oxydation. Ils ont ensuite mélangé le matériau avec du vernis, créant une peinture noire hautement réfléchissante et facilement appliquable avant d’entrer dans la phase de test.

Résultats

La peinture finale s’est avérée avoir une épaisseur de 140 nm (HL/BT140). Cette épaisseur est nécessaire car la peinture doit être appliquée sur des surfaces irrégulières et aux formes étranges. Les tests de noirceur de la peinture ont montré une valeur L* de 13,3. Cela est comparable à une peinture noire courante.
Les mêmes tests ont montré un fort rendement en NIR de 23,6 % à une longueur d’onde de 905 nm. Ces résultats ont dépassé les attentes des chercheurs et ont suscité l’intérêt dans le secteur des véhicules autonomes. Cette prise de conscience accrue devrait aider les chercheurs à obtenir des financements supplémentaires.

Test de la peinture à base de TiO2

L’équipe a entrepris de prouver que leur création était compatible avec le LiDAR en utilisant deux types différents de capteurs LiDAR actuellement utilisés, rotatifs à 360° et à miroir. Ces capteurs se trouvent sur tout, des voitures autonomes aux aspirateurs robots en passant par les drones militaires. Ainsi, il existe une forte demande pour améliorer cette technologie à moindre coût possible.
Leur phase de test n’a pas eu besoin de durer longtemps, car le LiDAR a facilement reconnu la peinture à base de TiO2 de manière constante, même dans des scénarios sombres et visuellement difficiles. Les chercheurs ont testé la peinture dans des conditions similaires à des intempéries et dans l’obscurité totale afin de garantir l’exactitude de leurs résultats. Ils ont conclu que leur nouvelle peinture était la solution optimale pour la prévention des collisions des véhicules autonomes.

Applications réelles

Les véhicules autonomes sont déjà là et la peinture à base de TiO2 pourrait aider à sauver des vies. Ce type de peinture peut être utilisé pour garantir que le véhicule fonctionne comme promis, même dans des conditions de visibilité réduite. Vous pourriez voir la peinture au dioxyde de titane utilisée pour marquer les zones scolaires, les panneaux, les véhicules, les voies, et bien plus encore. Curieusement, elle semblera être une peinture noire ordinaire pour les passagers, mais pour votre véhicule autonome, elle brillera au maximum. Cette approche offre des résultats fiables et à faible coût qui peuvent être mis en œuvre immédiatement.

Progrès majeurs en matière de sécurité automobile

L’introduction de la peinture noire hautement réfléchissante pourrait sauver des millions de vies à l’avenir. Des concepts innovants comme celui-ci ont contribué à transformer la conduite de votre voiture préférée d’une activité dangereuse en une activité très sûre. Voici d’autres innovations intéressantes qui ont changé le monde automobile à jamais.

Volvo introduit la ceinture de sécurité à 3 points – 1959

Il faut rendre hommage à ces conducteurs courageux d’avant les années 1960. Ces conducteurs circulaient dans leurs véhicules en acier lourd avec seulement des ceintures de taille. Ce type de ceinture ne contrôlait pas le haut du torse. En conséquence, il était fréquent que les personnes subissent des blessures à la tête et au haut du corps en portant une ceinture de sécurité.

L’ingénieur de Volvo, Nils Bohlin, a tout changé avec l’introduction de la ceinture de sécurité à 3 points en 1959. La Volvo Amazon (AMZN ) et la Volvo PV544 furent les deux premières voitures à arborer cette technologie révolutionnaire qui maintenait à la fois la partie supérieure et inférieure du corps. Notamment, les ceintures de sécurité sont aujourd’hui standard dans chaque véhicule, et pour de bonnes raisons. Elles ont sauvé des millions de vies et peuvent être considérées comme l’une des inventions qui a le plus aidé les gens au cours des 100 dernières années.

Bien que Volvo soit une société cotée en bourse, elle est principalement inscrite à la Bourse Nasdaq Stockholm en Suède. Aux États-Unis, les actions Volvo peuvent être négociées via des American Depositary Receipts (ADRs) sous le ticker OTC ‘VLVLY’.

General Motors introduit les airbags – 1973

GM Graphique du prix

General Motors (GM ) était en avance sur son temps lorsqu’elle a introduit les premiers airbags en 1973. L’Oldsmobile Toronado fut le premier véhicule à proposer ce dispositif de sécurité révolutionnaire au public. À cette époque, la fonction de sécurité expérimentale était appelée le « Système de retenue à coussin d’air ».

La première série d’airbags n’a pas suscité de forte réaction du marché. GM a constaté que les consommateurs n’étaient pas motivés. Les consommateurs appréciaient la sécurité supplémentaire mais ne réalisaient pas l’ampleur du bénéfice avant que les rapports ne reviennent des années plus tard. En conséquence, GM a annulé les airbags dans leurs voitures seulement 4 ans plus tard, en 1977.

Une fois que les chiffres ont révélé les effets de sauvetage de l’invention, la demande a augmenté. Cependant, ce n’est qu’en 1988 que le gouvernement américain a finalement rendu les airbags obligatoires pour les passagers avant. Aujourd’hui, les airbags sont standard sur tous les nouveaux véhicules. Ces dispositifs gonflables ont sauvé d’innombrables vies et restent l’un des systèmes de sécurité essentiels qui vous protègent, vous et vos proches, lors de vos déplacements.

Mercedes Benz introduit l’ABS – 1978

Une autre amélioration majeure de la sécurité qui a contribué à protéger les personnes sur les autoroutes a été l’introduction des systèmes de freinage ABS en 1978. Le premier ABS était installé sur la Mercedes‑Benz Classe S W116. Ce véhicule haut de gamme offrait une multitude d’options exclusives de luxe et de sécurité pour son époque.

L’ABS était révolutionnaire car il empêchait le volant de se bloquer lors de freinages intenses. L’ABS surveille le blocage des roues et libère le frein rapidement pour éviter une perte de direction. Après de nombreuses années de recherche minutieuse, Mercedes a pu introduire le premier système de freinage antiblocage à quatre roues multi‑canaux. Aujourd’hui, il est standard sur chaque véhicule sur la route.

Tout comme Volvo, Mercedes Benz est une société cotée en bourse principalement inscrite sur une bourse européenne – la Bourse de Francfort en Allemagne. Ses actions peuvent également être accessibles sous forme d’ADRs hors cote sous le ticker ‘MBGYY’.

L’avenir de la sécurité automobile

Les avancées en matière de sécurité continuent de modifier la façon dont les gens se déplacent. Les fonctionnalités standard d’aujourd’hui comprennent plusieurs airbags, des ceintures de sécurité, des systèmes anti-collision, et plus encore. Toutes ces inventions fonctionnent ensemble pour créer l’environnement le plus sûr possible. L’introduction de véhicules intelligents ajoute une couche supplémentaire d’améliorations de sécurité à l’équation.
Beaucoup pensent que les routes seront bientôt dépourvues de conducteurs humains. Ils ont remarqué que l’ère des véhicules autonomes et contrôlés par l’IA approche rapidement. Par conséquent, la sécurité pourrait être augmentée par une simple mise à jour logicielle, un changement de peinture ou une mise à niveau des capteurs, plutôt que par la création de nouveaux pneus ou de nouvelles ceintures de sécurité.

Peinture à base de TiO2 – une amélioration de sécurité autonome dont tout le monde a besoin

Les véhicules autonomes sont là pour rester pour de nombreuses raisons. Ils ont le potentiel d’améliorer la sécurité, de réduire les coûts et de faciliter la vie quotidienne de millions de personnes. L’introduction de la peinture à base de TiO2 contribuera à rendre ce scénario plus sûr pour tous. Pour l’instant, il reste encore beaucoup de recherches à mener du côté commercial de ce projet. En conséquence, il est judicieux de suivre de près ce développement et la manière dont il pourrait être mis en œuvre dans les années à venir.

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(MBG.DE )