Durabilité et robotique: les premières coques écoresponsables pour prothèses de cheville et de genou en composite à base de papier

Paris, 10 mars 2026 – Les premières coques robotiques pour prothèses de cheville et de genou, fabriquées à partir d’un nouveau matériau respectueux de l’environnement, seront présentées lors du salon JEC World 2026, qui se tiendra du 10 au 12 mars 2026 au Parc des Expositions de Paris Nord Villepinte, en France. Ces prototypes sont issus de la collaboration entre l’Istituto Italiano di Tecnologia (Institut Italien de Technologie) et la start-up Alkivio (qui fait partie du groupe Novacart), productrice d’un composite innovant à base de papier, nommé AlkiPaper®.

Les prothèses de cheville et de genou font partie d’Omnia, un nouveau système prothétique pour membre inférieur destiné aux personnes amputées fémorales. Le système a été développé par le Rehab Technology Lab de l’Istituto Italiano di Tecnologia en collaboration avec INAIL (Institut national italien d’assurance contre les accidents du travail), sous la coordination de Matteo Laffranchi. Le laboratoire est responsable du développement de dispositifs médicaux prothétiques et de rééducation. Le système original comprend un genou motorisé (Unico) et une cheville motorisée (Armonico). Pour le salon JEC World, les chercheurs ont remplacé les coques en plastique d’Unico et d’Armonico par des biocomposites AlkiPaper®.

Le résultat est un prototype unique alliant technologies de santé de pointe et durabilité environnementale.

Armonico intègre un pied élastique couplé à un mécanisme à vis innovant. Ce système assiste l’utilisateur lors du contact initiale du pied avec le sol en amortissant l’impact du talon pour un meilleur confort, tout en relevant l’avant du pied à chaque pas afin d’éviter les trébuchements. Contrairement aux prothèses de pied passives, Armonico amplifie activement l’angle de flexion de la cheville, offrant une plus grande stabilité sur les surfaces inclinées et assurant un mouvement plus naturel.

Le genou Unico, quant à lui, combine des technologies hydrauliques et électriques. Le système hydraulique garantit des mouvements fluides, silencieux et économes en énergie lors de la marche sur terrain plat et en descente, tandis que le système électrique apporte une assistance active pour les tâches plus exigeantes comme monter des escaliers, gravir des pentes raides ou se relever d’une position assise. La prothèse est équipée d’une batterie qui dure toute une journée en cas d’utilisation maximale, elle supporte jusqu’à 125 kg et s'adapte aussi bien à la jambe droite que gauche. Sa configuration logicielle permet de personnaliser les réglages selon la morphologie et le niveau d'activité de l'utilisateur.

AlkiPaper® est une gamme de biocomposites alternatifs aux plastiques, développée par Alkivio, une start-up issue du laboratoire de recherche conjoint entre le groupe Smart Materials de l’IIT et Novacart. Créée en 2022, Alkivio (du grec ancien signifiant « la force de la vie ») produit AlkiPaper® sous forme de granulés grâce à une technologie brevetée concédée sous licence par Novacart et l’IIT. Le matériau est conçu pour être biodégradable, compostable, respectueux de l’environnement, colorable et compatible avec les principaux procédés industriels utilisés pour les plastiques, tels que le moulage par injection, l’extrusion, le thermoformage, l’impression 3D et le moulage par soufflage.

Pour certains types d’AlkiPaper®, la biodégradabilité dans des conditions contrôlées a déjà été confirmée par des laboratoires accrédités, tandis que la certification pour le compostage industriel est en cours. Les biocomposites sont principalement constitués de composants d’origine naturelle, notamment du papier provenant de cellulose vierge ou de résidus de production industrielle, et sont utilisés dans des produits rigides et semi-rigides pour des secteurs tels que l’emballage, le design, l’agriculture, le sport et l’électronique.

Afin de rendre Armonico et Unico plus durables sur le plan environnemental, Alkivio a formulé et optimisé des grades expérimentaux d’AlkiPaper® spécifiques à l’impression 3D afin de répondre aux exigences esthétiques et mécaniques requises. Le Rehab Technology Lab de l’IIT a utilisé des granulés et des filaments AlkiPaper® pour fabriquer les coques des prothèses. Les prochaines étapes pour poursuivre le développement des prototypes consisteront à valider les caractéristiques techniques dans des environnements pertinents et à évaluer la conformité du matériau pour cette utilisation finale.

Cette avancée ouvre la voie à l’intégration de matériaux durables dans la robotique de demain, réduisant l’empreinte environnementale de ces technologies, de leur production à leur fin de vie.