Université RMIT

Des chercheurs australiens et des partenaires industriels collaboreront pour concevoir et fabriquer le gyroscope le plus précis, compact et rentable au monde, dans le cadre d’un nouveau projet de 8,7 millions de dollars.

Des gyroscopes ultra hautes performances peuvent être utilisés pour améliorer la navigation et la sécurité des voitures autonomes, corriger le cap des satellites se déplaçant à 11000 km / h et améliorer la précision des drones utilisés pour l’inspection à distance des infrastructures.

Bien qu’un positionnement précis soit une fonction essentielle dans des secteurs tels que les transports, les infrastructures et l’espace, les solutions techniques actuelles sont coûteuses, volumineuses ou gourmandes en énergie.

Le nouveau projet dirigé par le fabricant de systèmes de navigation Advanced Navigation, avec les partenaires de recherche RMIT University, The Australian National University (ANU) et le partenaire commercial Corridor Insights, réduira de 85% le coût des gyroscopes ultra hautes performances.

Le projet a été soutenu par une subvention de 2,8 millions de dollars des projets du Centre de recherche coopérative (CRC-P) à Advanced Navigation, annoncée par la ministre fédérale de l’Industrie, des Sciences et de la Technologie, Karen Andrews.

La subvention du CRC-P permet un investissement total de 8,7 millions de dollars (en espèces et en nature) dans la fourniture d’une technologie qui réduit à la fois les coûts et la taille pour permettre de nouvelles applications commerciales qui n’avaient jamais été possibles auparavant.

Chris Shaw, PDG d’Advanced Navigation, a déclaré que le projet mènerait des recherches théoriques révolutionnaires jusqu’à la commercialisation, démontrant la capacité de l’Australie à travers le pipeline de fabrication de pointe.

“Ce projet fera de l’Australie un fabricant leader de solutions de navigation performantes et économiques”, a déclaré Shaw.

«En collaboration avec certains des meilleurs chercheurs de notre pays, nous explorerons le pipeline de fabrication complet – des composants de base des micropuces, au traitement sophistiqué du signal, à l’intégration de système et à l’application réelle.

«Il s’agit d’un partenariat historique qui fournira une technologie de classe mondiale et mettra en valeur les opportunités incroyables pour une nouvelle industrie de fabrication locale de haute technologie en Australie.»

Technologie de navigation haute performance

Utilisés pour mesurer l’orientation et le mouvement de rotation, les gyroscopes modernes peuvent être construits avec une telle sensibilité qu’ils sont précis au millimètre près et peuvent détecter la rotation de la Terre.

Mais la taille et le coût restent les plus grands défis pour une utilisation commerciale plus large: le prix d’une unité haute performance est resté à environ 20 000 $ US pendant une décennie, tandis que les appareils standard sont encore trop encombrants pour une intégration facile dans de nombreuses applications potentielles.

Pour augmenter la rentabilité et réduire la taille, le nouveau projet associe la physique optique de pointe de l’ANU aux puces photoniques innovantes développées au RMIT.

Le pouvoir de la lumière

À l’intérieur d’un gyroscope haute performance se trouve environ 1 km de fibres optiques enroulées autour d’une bobine. Les faisceaux laser à l’intérieur des fibres sont divisés en deux et envoyés dans des directions opposées.

En mesurant où la lumière se reconnecte et en examinant les différences de temps de déplacement des faisceaux lumineux, le gyroscope peut déterminer la position et le mouvement avec une précision extrême.

Les chercheurs de l’ANU ont adapté une technique de mesure optique connue sous le nom d’interférométrie numérique qui peut détecter le moindre changement entre les deux ondes lumineuses; isoler le signal du gyroscope du bruit de fond.

Concentré et compact

Le professeur distingué Arnan Mitchell, chef du Centre intégré de photonique et d’applications (InPAC) du RMIT, a déclaré que l’équipement nécessaire pour détecter ces changements occuperait normalement un grand banc dans un laboratoire.

«Le traitement intelligent du signal développé à l’ANU nous permet de distinguer les petits signaux du bruit, et notre technologie de puce photonique permet à toute cette fonctionnalité de tenir sur une puce de la taille d’un ongle», a-t-il déclaré.

Les puces photoniques seront développées par l’équipe InPAC du RMIT, qui dispose d’installations de pointe pour concevoir et imprimer des micropuces remplies de lumière.

“En compressant la technologie de détection de lumière sur une puce photonique, nous pouvons réduire les gyroscopes ultra hautes performances de la taille d’une boîte à pain à la taille d’une tasse de café”, a déclaré Mitchell.

Le professeur agrégé Jong Chow, chercheur en photonique à l’ANU, a déclaré que les incohérences de lumière minuscules détectées par interférométrie numérique pourraient avoir des effets de flux gigantesques.

“Séparer une infime couche de bruit d’un signal réel peut faire la différence entre un satellite évitant une météorite ou s’y écrasant, ou une voiture automatisée faisant une embardée pour éviter une collision”, a déclaré Chow.

De nouveaux horizons pour la fabrication australienne

Le marché mondial des gyroscopes haute performance dans les domaines de l’inspection autonome des infrastructures ou de la navigation autonome devrait atteindre 13,7 milliards de dollars US d’ici 2024.

Le partenaire commercial Corridor Insights, qui développe des solutions matérielles et logicielles automatisées permettant aux réseaux routiers, ferroviaires ou énergétiques d’automatiser les inspections et de prévoir les pannes, pilotera et testera les nouveaux gyroscopes pour la détection et la gestion des défauts des réseaux ferroviaires en Australie.

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