Bolt, une minigénératrice qui change les vibrations en électricité

Avec des smartphones et des tablettes de plus en plus puissants et fins, le seul frein de la mobilité reste toujours la batterie. Dans ce domaine, les scientifiques du monde entier s'évertuent à trouver des solutions innovantes pour atteindre le bon équilibre entre le prix de production, l'autonomie, la taille, la puissance et les considérations environnementales. Les technologies qui émergentémergent de ces recherches sont nombreuses, et certaines semblent prometteuses.

Ainsi, une étude présentait dernièrement une microbatterie ultrapuissante et rechargeable en une seconde. D'autres laboratoires comptent améliorer les batteries lithium-ion en les combinant avec d'autres matériaux comme le zinc, le siliciumsilicium ou encore le graphène. Pour le moment, aucune voie étudiée n'a permis de développer une phase industrielle. Il y a toujours un problème de fiabilité ou de coût de production.

Exploiter les vibrations pour créer de l'énergie

Et si la solution à l'autonomie était ailleurs ? C'est ce que propose une start-up américaine, baptisée MicroGen Systems. Soutenue par le Cornell NanoScale Science and Technology Facility (CNF), elle propose d'alimenter un appareil en énergieénergie à partir de vibrations, une idée qui n'est pas nouvelle. Le principe est identique au fonctionnement des moulins ou des éolienneséoliennes qui transforment la brise en énergie.

Leur invention s'appelle le Bolt. Il se présente sous la forme d'un petit boîtier blanc sur lequel on vient brancher les appareils à alimenter. Sous le capot, le Bolt abrite un système piézoélectriquepiézoélectrique microéletromécanique (Mems). Il s'agit d'un minuscule balancier qui génère de l'électricité lorsqu'il est mis en mouvementmouvement par une source de vibrationsvibrations. L'énergie produite peut alors directement alimenter un condensateurcondensateur, ou encore une petite batterie qui fait office de tampon lorsque ces vibrations cessent. Les vibrations peuvent provenir de nombreux appareils domestiques.

Le Bolt de MicroGen Systems, fermé et ouvert, qui se place sur un appareil vibrant. Le petit volet piézoélectrique du dispositif (en bas) peut alors générer un courant. Bien que de faible puissance, il peut notamment être utilisé pour alimenter un petit capteur. © MicroGen Systems

MicroGen Systems a réalisé une vidéo dans laquelle le petit boîtier est apposé sur le flanc d'un four à micro-ondes en action. À partir des vibrations générées par le four, le boîtier produit suffisamment d'énergie pour alimenter un capteurcapteur sans fil. Dans un autre exemple, c'est une climatisationclimatisation qui est utilisée pour faire « vibrer » l'appareil. Dans ces deux cas, la fréquence permettant d'alimenter le capteur s'élève à 120 HzHz. Toutefois, le Bolt se décline en plusieurs versions pour fonctionner avec plusieurs gammes de fréquences (50, 60, 100 et 120 Hz). Contrairement aux recherches sur la batterie du futur, le Bolt n'en est plus à l'état de prototype. Il devrait même être commercialisé à partir de cet été.

Alimenter des capteurs avec Bolt

Toutefois, il ne faut pas rêver : ne comptez pas recharger un smartphone ou une tablette avec un tel système. Car le Bolt n'est pas capable de produire suffisamment d'énergie pour ces terminaux mobiles. L'appareil peut générer une tension de l'ordre de 10 V, mais pour une puissance de 10 µW environ. Il se destine plutôt à alimenter en électricité de façon autonome de petits capteurs dans l'industrie, le bâtiment, le contrôle de l'éclairage ou encore la sécurité. On pourrait également l'employer pour alimenter certains capteurs dans les automobilesautomobiles, notamment ceux qui permettent de surveiller la pressionpression des pneumatiquespneumatiques en temps réel.

Malgré un usage limité, ce système pourrait tout de même permettre de se passer des très polluantes piles boutons, que l'on trouve dans la plupart des capteurs et qu'il faut remplacer régulièrement. Une grosse économie d'un point de vue financier, mais également écologique, puisque selon le CNF, jusqu'à 164 millions de piles boutonspiles boutons sont remplacées chaque année.