graphène

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Crédit : Paragraphe

Plusieurs technologies, y compris un outil de prévision et de gestion des risques basé sur l'IA, et des capteurs de graphène beaucoup plus sensibles et économes en énergie que la technologie au silicium établie, sont en concurrence pour être nommées la principale innovation d'ingénierie du Royaume-Uni.

Les trois innovations exceptionnelles ont été sélectionnées par la Royal Academy of Engineering comme finalistes du prix MacRobert 2023, le prix le plus ancien et le plus prestigieux pour l'innovation en ingénierie au Royaume-Uni. Le prix MacRobert célèbre les héros de l'ingénierie à l'origine d'innovations technologiques révolutionnaires qui démontrent un succès commercial et des avantages sociétaux tangibles, et les finalistes ont été choisis à l'issue d'un processus de jugement rigoureux et hautement compétitif, présidé par le pionnier de l'ingénierie, le professeur Sir Richard Friend FREng FRS.

Les trois sociétés sont en compétition pour une médaille d'or et un prix de 50 000 £. Le gagnant de cette année sera annoncé lors du dîner de remise des prix de la Royal Academy of Engineering à Londres le 13 juillet.

Le professeur Sir Richard Friend FREng FRS, président du jury du prix MacRobert de la Royal Academy of Engineering, commente : « L'innovation en ingénierie est le moteur de la croissance économique et d'un avenir durable et les trois finalistes du prix MacRobert de cette année sont de merveilleux exemples de l'ingéniosité de l'ingénierie britannique dans action, en développant des produits de classe mondiale et commercialement viables qui répondent à de nombreux défis sociétaux.

« Exploitant la puissance de l'IA, la plateforme d'apprentissage automatique de nPlan aide à réduire les risques de certains des plus grands projets de construction et d'infrastructure au monde, tandis que l'utilisation pionnière du graphène par Paragraf offre, entre autres applications, une percée significative dans la sécurité des véhicules électriques, et Ceres ' une pile à combustible révolutionnaire contribuera à accélérer la décarbonation et à lutter contre le changement climatique.

Les finalistes de cette année sont :

Ceres Power - Une technologie d'énergie propre permettant un avenir net zéro

Ceres est présélectionné pour sa technologie pionnière en matière d'énergie propre, notamment les piles à combustible pour la production d'électricité et les électrolyseurs pour l'hydrogène vert. La cellule à oxyde solide est basée sur des matériaux courants à faible coût qui, combinés à une technique de dépôt innovante et à une technologie d'empilement hautement différenciée, offrent le type de performances améliorées qui seront cruciales si le monde veut décarboner à l'échelle et au rythme requis pour lutter contre le changement climatique.

Ceres possède une technologie propriétaire véritablement réversible. Fonctionnant dans une seule direction, il peut utiliser plusieurs combustibles pour produire de l'électricité de manière très efficace quand et où c'est nécessaire. Fonctionnant à l'envers, il génère de l'hydrogène vert à haut rendement et à faible coût - une innovation que les juges du prix MacRobert ont saluée comme une énorme percée dans la révolution de l'énergie propre.

Les piles à combustible ne sont pas une technologie nouvelle, mais des ensembles de matériaux exotiques, des températures de fonctionnement élevées ou le besoin d'hydrogène en ont fait l'apanage des missions spatiales. Ceres a été le pionnier de l'utilisation de matériaux couramment trouvés : une membrane en céramique de cérium dopée au gadolinium en tant qu'électrolyte imprimée sur de fines tôles d'acier ferritique perforées qui fonctionnent à des températures comprises entre 500 et 600 °C. Il s'agit d'une température "Goldilocks" pour les performances, la flexibilité du carburant, le coût et la robustesse.

Le résultat est la technologie cellulaire brevetée de Ceres. Une cellule suffit pour éclairer une pièce, mais les 250 mégawatts de capacité qui devraient entrer en service en 2024 pourraient alimenter un demi-million de foyers. Le modèle de licence de Ceres lui a permis d'établir des partenariats avec certaines des entreprises les plus progressistes au monde, telles que Bosch, Doosan et Weichai, afin de fournir des systèmes et des produits à l'échelle et au rythme nécessaires pour décarboner la production d'électricité, les transports, l'industrie et la vie quotidienne. vie.

nPlan - L'intelligence artificielle (IA) aide à économiser des milliards perdus à cause des retards de projets de construction

La technologie d'apprentissage automatique de nPlan prévoit avec précision la durée probable de chaque élément d'un projet de construction et représente l'avancée la plus spectaculaire depuis des décennies pour la prévision et la réduction des risques des projets de construction et d'infrastructure à grande échelle.

Seul un projet de construction sur sept se termine à temps. Avant la pandémie de Covid-19, le retard médian du projet était d'environ 80 jours et à la fin de 2021, il était de plus de 214 jours, soit une augmentation de 167 %. Lorsque les projets sont retardés, les coûts gonflent, ce qui compromet l'analyse de rentabilisation de tout ce qui est en cours de construction et expose les entrepreneurs à un risque d'insolvabilité ; les effets d'entraînement comprennent des litiges juridiques prolongés, un volume de projets réduit et une croissance économique plus faible. Le système de nPlan identifie les risques cachés qui entraînent des retards, aidant les maîtres d'ouvrage et les entreprises de construction à livrer les grands projets dans les délais et dans les limites du budget.

Le système de nPlan ingère de grands volumes de calendriers de projets passés - plus de 600 000 et plus - et utilise une technique d'intelligence artificielle connue sous le nom d'apprentissage en profondeur pour analyser les données qu'il utilise ensuite pour produire des distributions de probabilité individuelles basées sur le temps pour chaque composant d'un projet de construction. Ces distributions sont également cumulées pour prévoir avec précision la probabilité que tout projet majeur soit achevé dans un délai donné.

Les personnes qui gèrent ces projets peuvent désormais prendre des décisions éclairées par des centaines de milliers de programmes antérieurs. L'innovation pionnière de nPlan a prouvé qu'elle peut économiser jusqu'à 3 % du coût d'un projet d'un milliard de livres en fournissant une évaluation précise du risque de retard et est destinée à remplacer les méthodes plus traditionnelles de prévision de projet qui souffrent de biais subjectifs et d'une expérience limitée. des individus qui y saisissent ou des données de classe de référence étroites.

Paragraf - Apporter au monde l'électronique au graphène à l'échelle commerciale

Dans une percée qui aura potentiellement des implications dans tous les secteurs, Paragraf a produit la première véritable utilisation commerciale du graphène dans les appareils électroniques, plutôt que comme additif structurel dans les composites.

Le graphène a longtemps été annoncé comme l'avenir de l'électronique depuis que ses découvreurs ont remporté le prix Nobel en 2010. Cependant, il a fallu des années de développement de matériaux et de traitement pour le mettre en pratique. Paragraf a apporté une contribution monumentale à la libération du véritable potentiel du matériau en développant une méthode pratique pour faire pousser du graphène monocouche sur un substrat utile afin d'atteindre des niveaux de pureté et de défauts de qualité semi-conducteur.

Ce graphène est déjà présent dans une grande variété d'applications vitales via les capteurs de champ magnétique au graphène de Paragraf, qui sont 30 fois plus sensibles, 1 000 fois plus économes en énergie et capables de fonctionner de manière plus fiable dans une gamme de conditions plus large que la technologie au silicium établie. Cela comprend les moteurs d'avion à turbine à gaz à haute température, l'informatique quantique à ultra-basse température et les environnements à rayonnement élevé comme dans l'espace. La technologie trouve également diverses applications dans les véhicules électriques dans le cadre du système de sécurité surveillant les performances de la batterie afin de réduire la probabilité de pannes critiques.

Les juges ont sélectionné Paragraf comme exemple d'un effort britannique de premier plan pour industrialiser des dispositifs semi-conducteurs à base de graphène. Cela a été rendu possible par une intégration approfondie de l'ingénierie multidisciplinaire, de la science des matériaux de pointe à l'ingénierie électronique, combinée à la compréhension approfondie des méthodes de semi-conducteurs composés qui a abouti à cette innovation véritablement transformatrice. Le secteur est en plein essor à l'échelle mondiale et il existe des possibilités de croissance rapide et d'emplois associés au Royaume-Uni et bien au-delà.

"Les finalistes du prix MacRobert de cette année perpétuent une fière tradition d'innovation en ingénierie au Royaume-Uni et illustrent l'étendue des talents en ingénierie dans ce pays que nous devrions célébrer et entretenir."

Le Dr Caroline Hargrove CBE FREng, directrice de la technologie chez Ceres, a déclaré : « Nous sommes ravis d'obtenir la reconnaissance de la Royal Academy of Engineering, qui témoigne du travail acharné et du dévouement de notre équipe en tant qu'évangélistes du pouvoir de l'ingénierie et de la science. pour changer notre monde.

"En tant que société de licence, l'innovation se produit partout chez Ceres - c'est dans notre ADN, de la façon dont nous faisons les choses à la technologie que nous fournissons. Les partenaires comptent sur nous pour faire l'innovation technologique profonde, pour améliorer continuellement les performances de nos cellules centrales, donc qu'il devient de plus en plus économique de déployer cette technologie propre pour décarboniser nos systèmes énergétiques et permettre un avenir net zéro."

Dev Amratia, co-fondateur et PDG de nPlan, déclare : "Il semble que ce n'est qu'hier que mon co-fondateur Alan Mosca et moi avons appris que les entreprises paieraient des millions pour une technologie comme celle-ci, mais qu'il était impossible de la construire. Maintenant, nous sommes célébrer sa sélection pour le prix MacRobert pour l'innovation en ingénierie - ça a été toute une aventure !

"Notre IA continue d'apprendre chaque jour des plans de construction et d'infrastructure, de sorte que les informations que nous sommes en mesure de fournir aux équipes de projet du monde entier ne font que gagner en valeur. C'est une période extrêmement excitante pour l'entreprise sur le plan commercial, mais c'est vraiment la valeur sociétale nous pouvons créer en résolvant ce problème qui nous fait sortir du lit le matin et nous pousse à innover encore et encore."

Simon Thomas FREng, PDG de Paragraf, déclare : "Beaucoup ont dit que la commercialisation du graphène pour l'industrie électronique était une chimère, mais après des années de travail acharné et des réalisations techniques exceptionnelles au sein de l'équipe, nous voyons maintenant nos capteurs Hall de graphène utilisés dans un large variété d'applications, chacune ayant des fonctions vitales pour l'industrie et la société dans son ensemble.

"Cette reconnaissance montre à quel point tant d'entreprises leaders de l'industrie viennent nous voir avec les problèmes d'électronique auxquels elles sont confrontées et demandent comment le graphène peut les résoudre, des principaux fabricants de batteries et des géants de l'automobile aux spécialistes de l'informatique quantique. Il y a dix ans, cela n'aurait tout simplement pas semblé possible et c'est grâce à la force des compétences en ingénierie ici chez Paragraf."

Les précédents lauréats du prix MacRobert ont transformé le monde dans lequel nous vivons. Le premier prix en 1969 a été remporté conjointement par Rolls-Royce pour le moteur Pegasus utilisé dans les jets emblématiques Harrier, et Freeman, Fox and Partners pour la conception du pont Severn. Du scanner CT au premier système graphique de télévision et au mini-ordinateur Raspberry Pi, les lauréats du prix MacRobert ont démontré la capacité des innovateurs britanniques à développer des produits de pointe et commercialement viables dans tous les secteurs de l'ingénierie. Le lauréat 2022, Quanta Dialysis Technologies, a fait de la dialyse portable haute performance une réalité.