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Des chaussettes qui utilisent de l'urine pour produire de l'électricité

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Une équipe de chercheurs britanniques a réalisé un prototype fonctionnel de pile microbienne autonome fonctionnant à l'urine. Incorporé dans une paire de chaussettes, le circuit est actionné par la marche. L'énergie produite est suffisante pour alimenter un émetteur radio qui communique avec un ordinateur à intervalles réguliers.

Une représentation simulée de la chaussette à pile microbienne utilisant l'urine pour produire de l'électricité. Le prototype fonctionnel est beaucoup moins ergonomique (voir photo ci-dessous)… © Université de l'Ouest de l'Angleterre

Alimenter des appareils électroniques portables, des vêtements connectés et autres capteurs destinés à surveiller l'activité corporelle est un casse-tête technique qu'ingénieurs et chercheurs tentent de solutionner de différentes manières. Parmi celles-ci, l'option de la pile à combustible microbienne est sans doute l'une des plus étonnantes. L'expérimentation menée à l'université de l'Ouest de l'Angleterre (UWE Bristol) par le centre de bioénergie a effectivement de quoi surprendre. Des chercheurs y ont créé une paire de chaussettes qui utilise de l'urine pour produire de l’électricité à partir d'une pile à combustible microbienne (MFC). Grâce à ce système, ils sont parvenus à alimenter un transmetteur sans fil qui a pu envoyer un signal à intervalles réguliers vers un ordinateur.

Le principe de la pile microbienne n'est pas nouveau. Il a notamment été étudié pour la création d'une batterie en papier, en origami, alimentée par des bactéries ou encore pour fabriquer de l'électricité à partir de la photosynthèse d'une plante.

La particularité du dispositif développé outre-Manche tient en fait au système autonome qui permet de faire circuler les bactéries anaérobies à travers la pile microbienne afin qu'elles restent vivantes pour pouvoir métaboliser. Il s'agit d'une pompe à air incorporée dans le talon des chaussettes et qui est actionnée par la marche. Le circuit de la pompe est inspiré du cœur d'un poisson et il est relié à 24 piles microbiennes souples fixées tout autour des mollets. Lorsque l'utilisateur de ces chaussettes se déplace, il actionne les deux pompes qui font circuler l'urine à travers les piles.

Voici le prototype de pile microbienne autonome développé par les chercheurs de l'université de l'Ouest de l'Angleterre. Douze piles microbiennes sont fixées autour de chaque mollet. Elles sont reliées par des tuyaux d’air aux pompes logées dans le talon des chaussettes et actionnées par la marche afin de faire circuler les bactéries anaérobies à travers la pile microbienne. © Université de l'Ouest de l'Angleterre

Une balise de localisation en cas d’urgence

L'électricité produite est suffisante pour alimenter un émetteur radio qui envoie un signal toutes les deux minutes à un ordinateur. Selon les explications livrées dans l'article publié dans la revue Bioinspiration & Biomimetics, la puissance maximale que peut générer chaque chaussette est de 110 microwatts sur la base d'un rythme de 45 pas à la minute par pied. L'électricité est envoyée vers deux supercondensateurs qui la stockent pour alimenter le module de communication. La tension de sortie de l'ensemble du circuit atteint 4 volts.

La preuve de concept étant faite, la question qui brûle les lèvres est de savoir quelles applications concrètes pourraient émerger d'un tel système. Il n'est, à première vue, pas envisageable que cela puisse servir à alimenter un bracelet d’activité, une montre connectée ou tout autre gadget électronique du même genre. En revanche, les chercheurs du centre de bioénergie estiment qu'il serait possible de concevoir une balise alimentée par leur pile microbienne autonome qui puisse transmettre la localisation d'une personne en cas d'urgence. Selon eux, un tel équipement apporterait également une preuve de vie puisqu'il faudrait qu'il soit alimenté par l'urine de la personne qui le porte. À condition que celle-ci puisse marcher...

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