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Même si cela ne se voit pas à l'œilœil nu, les grands bâtiments tels que des immeubles ou des ponts « bougent ». Ou plutôt, ils vibrent sous l'effet du ventvent, des ondes sismiques ou de la circulation des véhicules. Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont même trouvé le moyen de rendre ces vibrationsvibrations visibles. Et une équipe de l'université d'État de l'Ohio (États-Unis) veut transformer ces vibrations en électricité en les captant avec des arbresarbres artificiels.
« Les bâtiments se balancent très légèrement sous le vent, les ponts oscillent lorsque nous roulons dessus et les suspensions des voituresvoitures absorbent les défauts de la route, explique Ryan Harne, professeur de génie mécanique qui pilote ce projet. En fait, il y a une quantité massive d'énergie cinétiqueénergie cinétique associée à ces mouvementsmouvements qui se perd. Nous voulons récupérer et recyclerrecycler une partie de cette énergie », poursuit-il. L'idée n'est pas nouvelle, mais dans un article publié dans Journal of Sound and Vibration, ces chercheurs disent avoir découvert quelque chose sur la manière d'exploiter ces vibrations lorsqu'elles passent à travers une structure en forme d'arbre.
En se servant d'un matériaumatériau électromécanique, une bande de polyfluorure de vinylidène reliée à deux poutrespoutres en acieracier, l'une figurant le tronc l'autre une branche, ils sont parvenus à produire une petite quantité d'électricité à partir des oscillations structurelles provoquées par des énergies aléatoires. Leur structure arborescente parvient à entrer en résonancerésonance de façon à maintenir la vibration à une fréquence constante, et ce malgré l'intermittence et l'amplitude variables de la source. Autrement dit, le système est susceptible de fonctionner dans des conditions réelles où le vent souffle en rafales plus ou moins fortes et lorsque les vibrations provoquées par le passage de véhicules se font à des intervalles irréguliers.
Les immeubles, gratte-ciels, ponts et autres bâtiments vibrent de façon imperceptible, mais constante sous l’effet du vent, des ondes sismiques et de la circulation automobile. Cette énergie cinétique aujourd’hui perdue sera peut-être un jour récupérée et transformée pour alimenter des capteurs ou d’autres installations. © Iakov Kalinin, Shutterstock
La tension obtenue est encore très basse
À terme, de tels arbres mécaniques pourraient être installés à proximité de grands immeubles ou de ponts, dans des zones où il serait difficile, voire impossible, de déployer des systèmes de récupération d'énergie solaire ou éolienne. Mais dans les faits, nous sommes encore loin d'un tel scénario. Car pour le moment, la tension électrique obtenue lors des simulations n'a atteint que deux voltsvolts. Les chercheurs de l'université de l'Ohio reconnaissent eux-mêmes que le résultat est modeste. Mais selon, la preuve est faite que les énergies aléatoires produisent des vibrations exploitables.
Dans un premier temps, ils envisagent que des arbres mécaniques puissent servir à alimenter les capteurscapteurs qui sont installés sur les structures pour en surveiller l'intégrité. En Somme, ces équipements seraient alimentés directement par les vibrations qu'ils sont censés surveiller. Mais il n'est pas interdit d'imaginer que des forêts d'arbres artificiels puissent un jour pousser dans nos villes et sur les toitstoits des immeubles...
