Dans une étude menée à la Nanyang Technological University à Singapour et repérée par TrustMyScience, des chercheurs ont présenté un appareil novateur qui permettrait d’augmenter le potentiel de l’énergie éolienne en exploitant les courants d’air de faible intensité.
Pour optimiser la production d’électricité, les concepteurs d’éoliennes ont tendance à augmenter leur diamètre autant que possible; ces dernières années, des éoliennes d’une taille stupéfiante ont commencé à fleurir, notamment au large de la Chine.
Mais il y a un revers de la médaille. Pour mettre ces monstres d’acier en mouvement, un petit courant d’air ne suffit pas; d’après HydroQuebec, il faut que la vitesse du vent atteigne au moins 12 km/h (3,3 m/s) pour commencer à générer de l’énergie. Et pour faire fonctionner un éolienne à plein régime, il faut généralement viser les 50 km/h, soit 13,9 m/s.
Lorsqu’il s’agit d’exploiter de petites brises, les solutions ne se bousculent pas au portillon; et c’est pour combler ce vide technologique que les chercheurs singapouriens ont imaginé un petit dispositif économique capable d’exploiter les courants d’air les plus légers.
“En tant que source d’énergie renouvelable et propre, la production d’énergie éolienne a attiré beaucoup d’attention. Notre recherche vise à remédier à l’absence ’un récupérateur d’énergie à petite échelle pour des fonctions plus ciblées”, explique le professeur Yang Yaowen dans un communiqué.
Un minuscule “moissonneur de vent”
L’engin en question, baptisé “moissonneur de vent”, prend la forme d’un petit boîtier en epoxy de 15 x20 cm. Il est muni d’un bras qui, une fois mis en mouvement par le vent, permet à une électrode en téflon et à une électrode en cuivre d’entrer en contact brièvement. Le système se met à produire de l’électricité dès que le vent atteint 2 m/s, soit un peu plus de 7km/h. Sur l’échelle de Beaufort qui les classe en fonction de leur vitesse, cela correspond à un vent de classe 2, soit une “Légère brise”.
Dans ces conditions, il peut fournir une tension de 3V et générer jusqu’à 290 microwatts. Des chiffres modestes qui ne permettent même pas de faire briller une ampoule standard en permanence; mais cela ne rend pas cette invention inutile pour autant.
Il fournit tout de même assez d’électricité pour alimenter une diode LED, un capteur, et un émetteur qui permet de transmettre les données produites. Avec un vent de 4 m/s, les chercheurs ont même réussi à alimenter une quarantaine de diodes LED. Ils affirment que sur le terrain, il pourrait permettre de remplacer les batteries standard dans certains dispositifs comme des capteurs ou appareils électroniques miniatures.
“L’appareil que nous avons développé sert d’alternative potentielle aux petites batteries Li-ion, puisque notre moissonneur de vent est autosuffisant et ne nécessiterait qu’une maintenance ocasionnelle”, précise Yaowen.
Un outil pour les urbanistes et les chercheurs
Le communiqué mentionne notamment les capteurs de SHM (Structural Health Monitoring); Ce sont des petits circuits qui enregistrent les contraintes mécaniques en différents points de certaines infrastructures, comme des ponts ou des immeubles, pour en surveiller l’état de santé. Ils peuvent par exemple déclencher une alerte lorsqu’un bâtiment menace de s’écrouler.
Mais au-delà de cet exemple, on peut aussi imaginer des tas d’applications dans d’autres contextes, notamment dans le cadre de la recherche scientifique. Dans de nombreuses disciplines, par exemple la climatologie ou l’urbanisme, l’une des principales difficultés est de récolter autant de données que possible sur de larges zones. Cela implique d’utiliser un grand nombre de capteurs et donc de batteries, sans parler des difficultés logistiques.
Avec une source d’énergie de ce type, on peut tout à fait imaginer déployer tout un escadron de capteurs autosuffisants sur une zone très étendue pour mesurer l’humidité, la pollution atmosphérique, ou n’importe quelle autre variable intéressante tant qu’il existe un capteur suffisamment petit.
L’étude, publiée dans Mechanical Systems and Signal Processing, est disponible à cette adresse.
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