Ce nouveau dispositif, développé par Varta Microbattery, propose une solution fonctionnant sans énergie électrique et dénuées de roue dentée et de ressort.
Les entraînements mécaniques constituent le moyen le plus économique et le plus efficace pour toute installation visant à transporter des liquides ou des granulés. L'équipement de freinage d'un véhicule, par exemple, associe la précision de l'action appliquée par le conducteur sur la pédale de frein à l'ensemble d'un mécanisme robuste et fiable. D'autres mécanismes prévus, à plus petite échelle, pour déplacer ou doser des quantités plus réduites de matériaux, peuvent engendrer des complications en termes de coûts et d'encombrement. Un nouveau dispositif, développé par Varta Microbattery, propose une approche dénuée de toute contrainte électrique, de ressort, embrayage, ou autre équipement. Cette solution bien plus économique et facile à mettre en œuvre que tout autre installation électrique ou mécanique, et laisse entrevoir de nombreux développements pour la définition et la réalisation de petits systèmes de propulsion.
Désavantages des petits systèmes mécaniques
Le transport de petites quantités de fluides, gels, pâtes ou granulés est indispensable pour de nombreux équipements industriels ou médicaux, comme par exemple dans le cas de la lubrification intérieure de moteurs industriels ou la production de médicaments. Dans certains cas, le dosage doit être continu ou réalisé par étapes, dans un laps de temps de plusieurs mois, voire même de plusieurs années. Lorsque les quantités concernées doivent être précises, les systèmes conventionnels de dosage peuvent s'avérer très onéreux. Cette situation peut se vérifier du fait de la haute précision des opérations impliquées, et du montage miniaturisé nécessitant une installation particulière.
Un équipement utilisant un micromoteur, par exemple, nécessite une source d'énergie externe, par exemple une batterie, de même qu'une électronique complexe, indispensable pour gérer l'alimentation et la régulation du moteur.
Un système mécanique de dosage miniaturisé est généralement très complexe. Le coût des composants, du développement et de la production sont très élevés et c'est la raison pour laquelle les sociétés, conceptrices de systèmes de dosage, sont confrontées à un problème de rentabilité optimale. Ceci est d'autant plus prononcé lorsque le produit concerné, le système de dosage pour la production de médicaments par exemple, se trouve être à usage unique. L'investissement n'est, en aucune manière, en relation avec la valeur du produit pour lequel il est conçu.
Une méthode simple
Il existe pourtant un moyen simple de procéder à un dosage précis de faibles quantités de fluides, gels, pâtes ou granulés, sans avoir recours à des engrenages, moteurs, ressorts ou autres systèmes mécaniques, et sans alimentation externe (voir figure 1). L'élément H2 de Varta Microbattery est un dispositif minuscule qui génère du gaz. Sa forme est identique à un élément bouton, et elle peut générer de l'hydrogène pur dans un volume 270 fois plus important que son propre volume. Les dimensions de cet élément V 130 H2 sont de 11,5mm de diamètre et une hauteur de 5,4mm qui lui confèrent un volume de 0,55 cm3.
Ce minuscule composant produit jusqu'à 150 cm3 de pur hydrogène.
Cet élément libère l'hydrogène au travers de deux petites ouvertures sur sa partie supérieure, après activation. Celle-ci est effectuée par un mise en court-circuit, via une résistance présentant une valeur donnée. Cette valeur définit la quantité du gaz qui sera produit - plus faible sera cette résistance plus haute sera la quantité de gaz produit (voir image 2). L'élément est inactif et ne gère pas de gaz, tant qu'il n'est pas activé.
Dans le cas d'un fonctionnement à valeur de résistance fixe, la quantité de gaz généré reste également fixe. Un potentiomètre peut être utilisé, avec lequel l'utilisateur pourra régler le débit de sa production. Ainsi le champ de réglage peut faire varier le débit de plusieurs minutes à près de un an. Dans le cas de l'encastrement dans un support étanche, et après activation, l'élément générera une pression. Utilisé dans le cadre d'un dispositif, comme par exemple une pointe, celle-ci s'en trouvera déplacée. Ainsi, un élément H2 peut être utilisé comme moteur pour un système de dosage, et permettre la diffusion de corps tels que lubrifiants et produits médicamenteux. Un seul élément H2 de type V 130 H2 et placé dans un support étanche haute pression, peut déplacer une masse de 10 Kg à 10cm de hauteur.
Ainsi un élément H2 :
- Est une source miniature de pression
- Le plus petit récipient d'hydrogène au monde
- Une source d'énergie et de force réglable et contrôlable
Elle peut être une alternative à un système de dosage utilisant un moteur ou une solution d'élasticité, pour laquelle aucun élément microscopique ni source d'énergie extérieure ne sera nécessaire. Les seuls éléments nécessaires pour le dosage concerneront l'élément par lui-même, la résistance appropriée ou un potentiomètre, et un support étanche. En comparaison avec tout système mécanique, le coût des composants restera considérablement moindre, sa construction bien plus aisée et les risques de panne ou de détérioration de ses éléments bien inférieurs. L'utilisation d'éléments H2 reste bien entendu une solution nouvelle et innovante. Comment peut-on la traduire dans la réalité ?
Kit de démonstration comme modèle de doseur
La réalisation d'un système de dosage utilisant l'élément H2 de Varta Microbattery se distingue très nettement de tout système de dosage utilisant un système électromécanique. Le développeur doit définir la quantité de gaz à produire dans un espace fermé, afin de déterminer la force nécessaire. Pour cela il convient d'avoir connaissance de la dynamique du contenant - de la pression qui soit être générée à l'intérieur de ce contenant, pour mouvoir le piston. Varta Microbattery peut proposer une aide afin de concevoir rapidement un système de dosage, sous la forme d'un kit de démarrage. Les éléments contenus montrent comment concevoir un système, et comment définir un support. Les graduations figurant sur le récipient permettent de définir la quantité de gaz produite par l'élément et le déplacement engendré.
Conclusion
Tout système conventionnel de dosage à moteur, alimenté par une source extérieure, est onéreux, complexe et sujet à des désordres mécaniques. L'alternative proposée par Varta Microbattery utilise un élément, placé dans un support étanche, qui produit un hydrogène pur et dont la pression est utilisée comme force motrice. Cette solution est simple et efficace, ne nécessite aucune alimentation extérieure ni même de composants complexes, engrenages ou moteur. Elle se distingue de tout système de doseur électromécanique traditionnel. Un kit de démarrage de Varta Microbattery montre comment concevoir un tel système avec des composants couramment disponibles.
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