La prolifération des capteurs dans la vie quotidienne (bâtiments intelligents, industrie automobile, aéronautique, applications médicales,...) combinée à la transition énergétique globale nécessite la prise en compte de l’impact environnemental de ce nouveau paradigme.

Plus spécifiquement, dans le contexte de la migration de l’électronique sur substrat rigide vers des substrats flexibles (plastronique), les capteurs doivent présenter une flexibilité et conformabilité essentielles dans les domaines des textiles intelligents ou encore du contrôle de santé de structures hautement déformables.

Dans le projet Flex-SCO, nous avons développé des capteurs de déformation/courbure à base de films polymère très flexibles ayant la capacité de convertir l’énergie mécanique en énergie électrique en exploitant l’effet flexoélectrique. La flexoélectricité est un phénomène encore peu exploité mais qui permet de générer de l’électricité lorsque le film polymère subit une déformation/courbure.

Il existe déjà des capteurs utilisant l’effet piézoélectrique (électricité induite par une déformation) mais les matériaux piézoélectriques contiennent généralement une grande quantité de plomb, ce qui est néfaste à l’environnement. De plus, l’effet piézoélectrique existe uniquement dans certaines familles de matériaux contrairement à l’effet flexoélectrique qui est présent dans tous les matériaux.

Toutefois, les coefficients flexoélectriques sont généralement faibles par rapport aux coefficients piézoélectriques, ce qui constitue le verrou principal à l’utilisation de la flexoélectricité.

La démarche éco-responsable adoptée dans le projet Flex-SCO est d’utiliser des polymères bio-sourcés comme l’amidon ou la cellulose et de les mélanger à des molécules semi-conductrices qui ont permis d’obtenir des coefficients flexoélectriques très élevés. De plus, la synthèse des composites a été réalisée en utilisant l’eau comme solvant au lieu de solvants toxiques et non respectueux de l'environnement.

La grande flexibilité associée à une réponse flexoélectrique élevée a permis d'obtenir des capteurs souples de très grande courbure.

A notre connaissance, l’utilisation d’un polymère flexoélectrique avec une empreinte carbone limitée comme capteur souple et bas coût de la courbure de structures est proposée pour la première fois.