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Le projet, dirigé par le professeur Fiona Regan, Joyce O'Grady, doctorante à DCU, et le Dr Nigel Kent, alors directeur du centre de recherche et d'entreprise en ingénierie (engCORE) à l'Institut de technologie de Carlow. Le projet, parrainé par l'Irish Marine Institute, consiste à étudier les sites d'eau douce où la qualité est bonne et à surveiller tout changement susceptible d'avoir un impact sur l'écosystème.
Le disque microfluidique centrifuge qui agit comme un laboratoire mobile
L'équipe a mis au point un capteur permettant de détecter les faibles niveaux de phosphates dans des bassins versants sélectionnés afin de les surveiller en temps réel. Les phosphates sont une mesure de la pollution par les nutriments et contrôlent le rythme de production des algues et des plantes aquatiques Pour mélanger et mesurer l'échantillon d'eau et le fluide réactif, O'Grady et Kent ont mis au point un disque microfluidique centrifuge qui agit comme un laboratoire mobile, avec six tests par disque. La possibilité d'utiliser un laboratoire mobile réduit le risque de contamination, permet d'obtenir des résultats plus rapidement et produit des données en temps réel.
Lorsqu'ils ont eu besoin d'aide pour développer le disque, Kent a contacté Martin Leahy, ingénieur commercial de maxon en Irlande, qui a spécifié un moteur DCX 22 mm et le robuste codeur à 3 canaux ENX 10 EASY pour la haute précision et le contrôle de vitesse nécessaires. Des modifications ont également été apportées à la longueur de l'arbre, car il fallait un arbre plus long avec un bord plat pour monter le disque.
Il était essentiel que le moteur puisse tourner à plus de 5 000 à 6 000 tr/min pour entraîner les fluides vers l'extérieur du disque pendant au moins 60 secondes et, au stade de la mesure, indexer le disque par incréments de 60 degrés avec une précision inférieure à 1 degré. Le moteur à courant continu et l'encodeur font partie d'un système de micrologiciel intégré plus étendu. Le système devait être entièrement intégré avec une manipulation minimale des échantillons pour réduire la contamination.
Leahy a également présenté à l'équipe le Young Engineers Program (YEP) de maxon. Ce programme, destiné aux étudiants et aux jeunes entreprises, soutient des projets innovants avec des systèmes d'entraînement électriques. Il offre un support technique, des produits maxon à prix réduits et des opportunités de promotion sur les canaux maxon.
"J'ai supposé que le prix serait un obstacle, mais le YEP a fait de ce projet une évidence, car les produits maxon ont toujours été sur ma liste de souhaits. Le niveau de personnalisation disponible, en particulier pour des volumes aussi faibles, était impressionnant, et les conseils de Martin ont été inestimables pour le projet", ajoute Kent. "Auparavant, je n'avais envisagé les produits maxon que dans des applications finales, mais pas pour le prototypage."
Le capteur est maintenant entièrement validé, et les études se poursuivent dans d'autres zones avec le dispositif complet. Une étude a été réalisée sur la rivière Liffey, et une autre est prévue dans un bassin versant plus bas. Le système sera reproduit pour quatre autres études afin de compléter le projet dans sa cinquième année.
"L'industrie 4.0 se fraye un chemin dans de nombreux secteurs différents. Le type de système que Joyce est en train de développer sera très répandu ; les capteurs autonomes que vous pouvez laisser à l'extérieur et obtenir des informations en temps réel sur l'état des rivières ou des lacs joueront un rôle énorme dans des domaines comme l'agriculture 4.0. Par exemple, la nature interconnectée de la technologie, l'utilisation de drones pour une pulvérisation plus intelligente, réduit le ruissellement de l'eau, ce qui contribue à prévenir la pollution de l'eau et à protéger nos ressources en eau potable. Ce sera le thème central de l'industrie au cours de la prochaine décennie", a conclu M. Kent, actuellement professeur adjoint à l'école d'ingénierie mécanique et de fabrication de la DCU.
La Dublin City University (DCU) fait partie de Beyond 2020, un groupe de recherche composé de six instituts irlandais et britanniques qui examinent les nouvelles technologies de surveillance des eaux environnementales afin de comprendre le rôle des écosystèmes aquatiques dans un environnement mondial en mutation.
