Sciences

La fin des batteries et des piles ?

ActualitéClassé sous :physique , transmission d'énergie sans fil , batterie

Les historiens du futur dateront-ils l'année 2007 comme la fin d'un monde basé sur le transport d'électricité par câbles et sur son stockage par batteries et piles ? C'est possible si la technologie introduite par une équipe de chercheurs du MIT peut être développée de façon industrielle et pratique. Des membres des  MIT's Department of Physics, Department of Electrical Engineering and Computer Science et  Institute for Soldier Nanotechnologies (ISN) viennent en effet d'allumer une source de lumière de 60W à partir d'un dispositif distant de 2 m, sans connexion matérielle avec cette source.

Image d'artiste de la station spatiale solaire de Peter Glaser renvoyant de l'énergie sous forme de micro-ondes sur Terre (Crédit : NASA).
Premier rang en bas, Peter Fisher (gauche) et Robert Moffatt ; second rang: Marin Soljacic ; troisième rang : Andre Kurs (gauche), John Joannopoulos and Aristeidis Karalis (Crédit : MIT).

L'idée et la réalisation d'un transfert d'énergie électromagnétique sans fil ne sont pas nouvelles et cela fait longtemps que les chercheurs s'interrogent sur le transfert d'énergie sous forme de micro-ondes. En 1968, Peter Glaser avait d'ailleurs proposé un scénario pour doter le monde d'une source d'énergie inépuisable et propre.

En ce temps d'optimisme, basé sur les progrès et les prouesses de l'astronautique, Glaser avait donc fait campagne pour que l'on construise dans un avenir proche d'immenses panneaux solaires en orbite autour de la Terre.  Le coût de lancement du matériel nécessaire pour cela pouvait être abaissé en exploitant le sol lunaire et en profitant de la gravité réduite pour satelliser  les éléments de ces gigantesques panneaux avec peu d'énergie au moyen de lanceurs magnétiques. La quantité d'énergie solaire, virtuellement inépuisable, captée par ces stations géantes serait renvoyée sur Terre sous forme de faisceaux micro-ondes concentrés tombant sur des antennes au sol, en forme de grillages, couvrant des centaines de km2.

Evidemment, il y a tout de suite un problème qui vient à l'esprit. De tels faisceaux d'énergie sont très certainement mortels pour des organismes vivants, et il ne suffirait pas de construire les antennes au sol dans des régions inhabitées, comme les déserts, pour garantir qu'aucune ville ne sera jamais exposée par accident.

C'est bien conscient d'un tel inconvénient, que l'on retrouverait d'ailleurs dans toutes les applications simples de transferts d'énergie sous forme d'ondes électromagnétiques dans la vie de tous les jours, que Marin Soljacic et ses collègues Andre Kurs, Aristeidis Karalis, Robert Moffatt, Peter Fisher, et John Joannopoulos se sont tournés vers une variante de l'idée.

En effet, les risques que feraient porter sur les organismes vivants des émissions massives d'énergie dans l'environnement pour alimenter des téléphones portables, ou même des voitures, sont évidents, car il ne s'agirait plus du tout de transferts d'informations à très basse énergie. De plus, le gaspillage d'énergie serait énorme du fait de sa diffusion tous azimuts.

La solution est alors d'utiliser non pas un champ électrique oscillant sous forme d'ondes radios mais bien plutôt de créer un système d'ondes magnétiques stationnaires à l'aide d'une bobine de cuivre. Cela a plusieurs avantages :

  •  le couplage d'un champ magnétique oscillant avec un organisme vivant est beaucoup plus faible et donc moins nocif ;
  •  La perte d'énergie par rayonnement est fortement réduite car seule une autre bobine conçue pour être en résonance avec la fréquence d'oscillation du champ magnétique sera capable de « pomper » l'énergie du système d'ondes stationnaires. De plus, celui-ci reste localisé dans l'environnement immédiat de la première bobine.

En fait, cette technique de couplage magnétique est similaire avec ce qui se passe dans un appareil de radio lorsque l'on se place à la fréquence d'émission de l'antenne émettrice. Un phénomène de résonnance se produit alors et il y a transmission aussi bien d'information que d'énergie.

Ce que les chercheurs ont appelé la WiTricity (pour Wireless elecTricity, c'est-à-dire l'électricité sans fil) permettrait donc d'alimenter sans danger et sans fil des appareils électriques dans un bâtiment. Plus besoin de brancher un aspirateur ou de penser à charger les batteries de son téléphone portable de maison donc. Un rêve ? L'avenir nous le dira bientôt.

Cela vous intéressera aussi