Conduire la nuit peut être un défi effrayant pour un nouveau conducteur, mais avec des heures de pratique, cela devient vite une seconde nature. Cependant, pour les voitures autonomes, la pratique peut ne pas suffire, car les capteurs lidar qui agissent souvent comme les « yeux » de ces véhicules ont du mal à détecter les objets de couleur sombre.
Nouvelle recherche publié dans Matériaux et interfaces appliqués ACS décrit une peinture noire hautement réfléchissante qui pourrait aider ces voitures à voir les objets sombres et rendre la conduite autonome plus sûre.
Lidar, abréviation de Light Detection and Télémétrie, est un système utilisé dans diverses applications, notamment la cartographie géologique et les véhicules autonomes. Le système fonctionne comme l’écholocation, mais au lieu d’émettre des ondes sonores, le lidar émet de minuscules impulsions de lumière proche infrarouge. Les impulsions lumineuses rebondissent sur les objets et reviennent au capteur, permettant au système de cartographier l’environnement 3D dans lequel il se trouve.
Mais le lidar échoue lorsque les objets absorbent plus de lumière proche infrarouge qu’ils n’en réfléchissent, ce qui peut se produire sur des surfaces peintes en noir. Le Lidar ne peut pas détecter ces objets sombres à lui seul. Une solution courante consiste donc à faire en sorte que le système s’appuie sur d’autres capteurs ou logiciels pour combler les lacunes en matière d’informations. Cependant, cette solution pourrait encore conduire à des accidents dans certaines situations.
Plutôt que de réinventer les capteurs lidar, Chang-Min Yoon et ses collègues ont voulu rendre les objets sombres plus faciles à détecter avec la technologie existante en développant une peinture noire spécialement formulée et hautement réfléchissante.
Pour produire la nouvelle peinture, l’équipe a d’abord formé une fine couche de dioxyde de titane (TiO2) sur de petits fragments de verre. Ensuite, le verre a été gravé avec de l’acide fluorhydrique, laissant derrière lui une couche creuse de TiO2 blanc hautement réfléchissant. Celui-ci a été réduit avec du borohydrure de sodium pour produire un matériau noir qui a conservé ses qualités réfléchissantes.
En mélangeant cette matière avec du vernis, elle pourrait être appliquée comme peinture. L’équipe a ensuite testé la nouvelle peinture avec deux types de capteurs lidar disponibles dans le commerce : un capteur à miroir et un capteur de type rotatif à 360 degrés. À titre de comparaison, une version traditionnelle à base de noir de carbone a également été évaluée.
Les deux capteurs ont facilement reconnu la peinture spécialement formulée à base de TiO2, mais n’ont pas détecté facilement la peinture traditionnelle.
Les chercheurs affirment que leur matériau hautement réfléchissant pourrait contribuer à améliorer la sécurité sur les routes en rendant les objets sombres plus visibles pour les véhicules autonomes déjà équipés de la technologie lidar existante.
Plus d’information:
Suk Jekal et al, Conception de nouveaux matériaux de type plaque détectables LiDAR : synthèse, chimie et application pratique pour un environnement de travail autonome, Matériaux et interfaces appliqués ACS (2024). DOI : 10.1021/acsami.4c00470