Les prototypes dans la recherche

Les prototypes ne se limitent pas à ceux développés par un laboratoire pour être reproduits et diffusés, mais sont également constitués d’instruments conçus spécifiquement pour les besoins d’une recherche, pour la réalisation et la mise en œuvre d’une expérience.

Certains de ces objets ont été pensés pour pallier une lacune dans l’instrumentation existante ou parce que les instruments commerciaux ne sont ni suffisamment puissants, ni suffisamment précis ou tout simplement pas adaptés aux conditions particulières requises pour cette expérimentation. D’autres sont conçus afin de permettre la parfaite reproductibilité d’une expérience, en biologie, par exemple. Enfin, certains prototypes élaborés par les laboratoires sont des outils de facilitation des gestes du chercheur.

Un grand nombre d’entre eux restent des pièces uniques, originales et des témoignages de la recherche en train de se faire. Ainsi, au-delà des quelques prototypes qui seront commercialisés, et par la même finalement conservés, la plupart ont une durée de vie bien moindre. À la fin d’une recherche, certains sont réutilisés entièrement ou partiellement, voire complètement démontés.

Les prototypes, instruments de la recherche, sont étroitement liés à leur contexte de création, au cœur des laboratoires.

Robot bipède

Le robot Sherpa a été conçu pour démontrer l’intérêt d’un robot marcheur destiné au transport d’objets. Il est dit « bio-inspiré », c’est-à-dire créé à partir de certaines caractéristiques des êtres vivants. Pour sa conception, des critères essentiels de la marche ont été établis et ces notions ont été traduites en technologies adaptées. Les mouvements sont assurés par des moteurs électriques à fort couple et à faible vitesse, creux (rotor évidé) et allégés qui tirent sur des câbles de transmission. Ces derniers agissent alors comme des tendons qui actionnent une articulation, à l’image de la hanche, du genou ou de la cheville. Des capteurs d’effort au niveau des pieds et deux cameras unidirectionnelles permettent à Sherpa une meilleure interaction avec le monde extérieur.

Laboratoire d’informatique, de robotique et de microélectronique de Montpellier (LIRMM)-CNRS/université de Montpellier
2006
Acier, tubes composites en carbone, aluminium, fer, cuivre et aimants
© LIRMM-UM-CNRS

Prototype de l’électro-aimant de Pierre Weiss

En 1895, Pierre Weiss effectue des recherches sur le magnétisme à la faculté des sciences de Rennes, ce qui l’amène à concevoir plusieurs électroaimants. Ces instruments sont capables de générer un champ magnétique lorsqu’ils sont alimentés par un courant électrique. Pierre Weiss travaille à diminuer leur encombrement et leur consommation électrique tout en augmentant leur puissance, passant d’instruments d’une centaine de kilos à moins de dix pour le prototype présenté. L’appareil de Weiss est alors diffusé en plusieurs versions par des constructeurs d’instruments scientifiques. Quelques applications en mesures électriques suivent, comme le microampèremètre enregistreur de Turpain en 1911, pour prévoir les orages à distance.

Université de Rennes 1
Vers 1896
Métal, bois
Inv. Univ-Rennes1.PHYSIC.0039
© UR1- J. Priser/DR

Colonne du microscope électronique magnétique à grand pouvoir de résolution dit « l’Ancêtre »

Le microscope électronique à grand pouvoir de résolution (grossissement d’environ 7 000) dit « l’Ancêtre » est mis au point par Gaston Dupouy dans son laboratoire d’optique électronique à Toulouse. Sa colonne se compose d’un canon à électrons au sommet, d’un isolateur, d’une colonne avec des lentilles magnétiques, d’ouvertures pour introduire l’échantillon, d’une plaque de verre photographique et d’un hublot facilitant l’observation. Il est relié à un générateur électrique de 70 000 volts et à un dispositif de pompe à vide. Il fournit les premières images « super-microscopiques » de surfaces de métaux, comme l’aluminium et de coquilles de diatomées (microalgues unicellulaires aux formes caractéristiques) en 1942.

Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales (CEMES)-CNRS Gaston Dupouy
1942
Acier
Inv. CNRS.CEMES.015
© Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées

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