Créer des arbres artificiels pour récupérer l’énergie provenant des vibrations produites par le vent ou la circulation automobile. Telle est l’idée d’une équipe de l’université d’État de l’Ohio qui a démontré la faisabilité du concept.
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Des chercheurs nord-américains ont démontré qu’il est possible de produire de l’électricité en transformant les vibrations qui passent à travers une structure métallique imitant les arbres. Leur idée : récupérer l’énergie cinétique qui nous environne en plantant des mini-forêts d’arbres mécaniques à proximité des bâtiments et des ponts qui vibrent en permanence sous l’effet du vent et de la circulation automobile.
Même si cela ne se voit pas à l’œil nu, les grands bâtiments tels que des immeubles ou des ponts « bougent ». Ou plutôt, ils vibrent sous l’effet du vent, des ondes sismiques ou de la circulation des véhicules. Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont même trouvé le moyen de rendre ces vibrations 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 arbres artificiels.
« Les bâtiments se balancent très légèrement sous le vent, les ponts oscillent lorsque nous roulons dessus et les suspensions des voitures 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 cinétique associée à ces mouvements qui se perd. Nous voulons récupérer et recycler 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 matériau électromécanique, une bande de polyfluorure de vinylidène reliée à deux poutres en acier, 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 résonance 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 volts. 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 capteurs 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 toits des immeubles…