Les scientifiques réinventent les parachutes grâce à Kigami: l'ancien art japonais de la coupe de la carte

De l'union entre la technologie aérospatiale et l'art japonais, un parachute révolutionnaire est né: une simple feuille en plastique découpée avec un modèle kigami qui garantit des atterrissages contrôlés et une trajectoire parfaite

Une équipe de chercheurs a réécrit les règles de l'aérodynamique appliquées aux parachutes, inspirées de Kigami, l'ancien art japonais du papier de coupe. Le résultat? Un système léger, bon marché et incroyablement précis capable de révolutionner des secteurs tels que l'aide humanitaire, les missions de sauvetage et même l'exploration spatiale.

Parachutes plus stables et précis

Les parachutes sont des outils essentiels pour la survie dans des situations critiques, mais ont une limite importante: une fois libérés, ils sont complètement à la merci du vent, ce qui rend les lancements de précision extrêmement difficiles. Maintenant, cependant, une nouvelle solution provient du Polytechnique Montréal et de l'école Polytechnique française: Exploiter les principes de Kigami pour mieux contrôler la descente.

Au lieu de changer la canopée de parachute classique, les chercheurs ont opté pour une approche radicale. Ils ont utilisé de simples enregistrements Mylar, un matériau plastique léger et les ont soumis à des coupes laser selon trois motifs Kigami différents. Chacun de ces disques, pesant 4,5 grammes et équipé d'une petite charge centrale, a été libéré par une hauteur de 1,8 mètre pour observer son comportement.

Les résultats ont été surprenants: alors que les disques sans coupes ou avec trop de coupes concentriques se sont comportées, le modèle avec un modèle kigami simple a été transformé en une forme similaire à une cloche inversée et est descendu verticalement, stable et précisément. David Mélançon, co-auteur de l'étude, a commenté le projet:

L'un des principaux avantages est que le parachute se stabilise immédiatement et ne tourne pas, quel que soit le coin de libération.

Après avoir identifié la conception la plus prometteuse, l'équipe a soumis les nouveaux parachutes Kigami à une série de tests de plus en plus réalistes: dans la galerie du vent, en laboratoire et avec des lancements en plein air par drones. Les résultats? Performance comparable à celles des parachutes traditionnels, mais avec une meilleure précision surprenante de l'atterrissage.

Dans une expérience décisive, les chercheurs ont comparé trois modèles: la conception instable A, l'écurie B One et un parachute conventionnel. Tous ont été lancés par une hauteur de 16,6 mètres, avec différents angles de libération (0 °, 45 ° et 90 °). Seul le design B, avec Pattern Kirigami, a atterri constamment et étroitement à la cible, la plupart des lancements à moins d'un mètre du centre. Cela montre non seulement une réduction de la dérive, mais aussi une précision balistique exceptionnelle.

Pour vérifier l'évolutivité de la technologie, un parachute de diamètre d'un demi-mètre a été fait, à laquelle une bouteille d'eau a été accrochée. Le système a été lancé à partir de 60 mètres via Drone. Dans ce cas également, le parachute s'est stabilisé correctement, tout en maintenant une vitesse de descente plus élevée que les modèles traditionnels.

Une solution économique et polyvalente

Selon les auteurs de l'étude, l'application la plus immédiate pour cette nouvelle technologie concerne l'aide humanitaire, comme la livraison ciblée de l'eau, de la nourriture et des médicaments. Les parachutes Kirigami sont extrêmement bon marché à produire: ils n'ont pas besoin de coutures ou d'assemblages complexes, mais peuvent être fabriqués avec une simple coupe laser ou avec un conducteur en rotation sur un rouleau en plastique, comme l'explique Mélançon:

Notre prototype est fabriqué avec une coupe laser, mais le même effet est obtenu avec une presse à filature. De plus, le parachute est transparent et se connecte à la charge avec un seul câble de suspension, ce qui le rend simple à utiliser et à distribuer.

Mais les perspectives vont bien au-delà: les chercheurs explorent déjà de nouvelles géométries de coupe, des membranes élastiques qui peuvent augmenter la résistance aérodynamique et, surtout, une conception asymétrique capable de planifier la trajectoire de la descente. L'objectif est de créer des parachutes intelligents, capables de placer, de tourner ou de varier le chemin en fonction du poids transporté, comme le observe Mélançon:

Nous voulons modifier les modèles pour obtenir des trajectoires plus complexes: spirales, planate ou différenciés pour séparer les charges pendant la chute. Il s'agit d'un nouveau paradigme de conception qui s'ouvre aux possibilités illimitées.

Source: Nature