Les frottements incessants avec une brosse de toilettes pourraient bientôt ne devenir qu’un souvenir désagréable grâce à un nouveau concept de cuvette de toilettes « super glissante » imprimée en 3D à l’aide de lasers.
C’est la promesse de chercheurs chinois, qui affirment que leurs « toilettes à chasse d’eau super glissantes, résistantes à l’abrasion » – ou « ARSFT », en abrégé – pourraient également contribuer à économiser l’eau.
La conception fonctionne en emprisonnant une infusion d’un lubrifiant à base d’huile de silicone dans la surface du matériau constituant la cuvette des toilettes, permettant ainsi aux dépôts de glisser facilement.
Lors de tests, l’équipe a montré que leur modèle réduit de cuvette de toilettes reste propre même après y avoir déversé divers liquides, notamment du lait, du yaourt, de l’eau boueuse, de la bouillie de riz et du miel.
Les chercheurs ont déclaré que l’ARSFT présente également une haute résistance aux matières fécales synthétiques collantes – il « glisse… sans laisser de résidus » – un produit qu’ils ont fabriqué avec « diverses teneurs en humidité » pour vraiment mettre le bol à l’épreuve.
L’étude a été entreprise par le spécialiste des matériaux, le Dr Bin Su, et ses collègues de l’Université des sciences et technologies de Huazhong à Wuhan, en Chine.
Les chercheurs ont écrit : « Depuis leur invention au XVIIIe siècle, les toilettes à chasse d’eau ont apporté à la société un confort et une santé considérables.
« Cependant, les toilettes à chasse d’eau nécessitent beaucoup d’eau en raison des adhérences inévitables entre la surface des toilettes et les excréments humains, ainsi que l’urine.
« À l’échelle mondiale, les chasses d’eau consomment à elles seules plus de 141 milliards de litres d’eau par jour, soit six fois la consommation totale d’eau de la population africaine.
« Par conséquent, développer une nouvelle méthode pour les toilettes à chasse d’eau afin de minimiser la consommation d’eau est d’une grande importance. »
Le Dr Su et son équipe ont expliqué qu’ils ne sont pas les premiers à essayer de créer une meilleure cuvette de toilettes – des études antérieures s’inspirant de la nature.
Inspirés par Nepenthes – le genre de plantes tropicales – les experts ont déjà conçu un revêtement de toilettes super glissant qui présente à la fois une surface nanostructurée et des lubrifiants infusés.
Comme le Dr Su et co. expliquent : « Lorsque les contaminants tombent sur la surface du substrat, ils rencontrent d’abord le film lubrifiant plutôt que la surface du substrat.
« Cela peut réduire considérablement l’adhérence interfaciale et être largement appliqué dans les domaines de l’antifouling, de l’autonettoyage et de l’antigivrage. »
Le problème avec cette approche précédente est cependant que le revêtement super glissant perdrait sa fonctionnalité après seulement 35 impacts de matières fécales synthétiques.
Le Dr Su et ses collègues ont expliqué : « La fine couche polymère était vulnérable à l’usure mécanique externe, limitant son utilité à long terme. »
Pour contourner cette limitation, la nouvelle conception des chercheurs est fabriquée par « frittage sélectif au laser ».
Il s’agit d’une technique d’impression 3D dans laquelle des lasers haute puissance sont utilisés pour lier ensemble des matériaux finement en poudre, couche par couche, afin de construire une structure solide.
Comme le note l’équipe, « les réseaux de polymères frittés au laser fournissent naturellement des surfaces de structure assez poreuses et rugueuses, qui peuvent grandement s’adapter au lubrifiant.
« De plus, l’abrasion mécanique des surfaces supérieures n’affectera pas la capacité super glissante puisque la surface inférieure exposée contient également le lubrifiant. »
En fait, l’équipe a constaté que la surface fonctionnait toujours après avoir été abrasée avec du papier de verre pendant 1 000 cycles de va-et-vient.
On pourrait espérer que ce traitement couvrirait largement les abus lancés dans les toilettes par les défécateurs les plus agressifs !
Les chercheurs ont conclu en disant qu’ils espèrent que leur nouveau concept de cuvette de toilettes « pourra offrir une nouvelle voie pour développer des matériaux robustes et super glissants et résoudre le problème du gaspillage d’eau sur terre ».
Les résultats complets de l’étude ont été publiés dans la revue Advanced Engineering Materials.
