vendredi 19 juin 2015

UN MOTEUR À ÉVAPORATION D'EAU


Deux moteurs, l’un produisant de l’électricité et l’autre actionnant un petit véhicule ont été conçus pour fonctionner avec l’énergie de l’évaporation.
Chaque ruban est incrusté de spores bactériennes qui réagissent en fonction de l'humidité de l'air. 

« L’évaporation est une force fondamentale dans la nature » s’exclame Ozgur Sahin, de l’université de Columbia. Avec son équipe, il a fabriqué les premiers moteurs entrainés par l’évaporation et pouvant être utilisés pour des tâches courantes comme la locomotion ou la production d’électricité, de quoi alimenter une petite LED. Une innovation qui pourrait aboutir à des centrales électriques flottantes de grande taille, à la manière des fermes d’éoliennes en mer.


Des rubans de spores

Les moteurs sont actionnés par des sortes de muscles artificiels qui se contractent ou s’allongent selon le degré d’humidité, d’où le nom du projet : HYDRAs (hygroscopy driven artificial muscles). 

Ils sont composés d’un ruban de polymère incrusté de spores bactériennes, déposées en ligne de chaque côté. A l'intérieur des spores, l'eau est enfermée dans des cavités nanométriques et en fonction de l'humidité, de grandes variations de pression sont induites. Quand l’air est sec autour des spores leur taille diminue et le ruban se plisse. A l’inverse dès qu’elles se remplissent d’eau, dans l’air humide, les spores grossissent et le ruban s’allonge. En assemblant plusieurs rubans fonctionnant de concert, comme les fibres d’un muscle, il est possible de générer du mouvement qui sera exploité pour fournir de l’énergie électrique ou cinétique.

PISCINE. Les scientifiques ont placé leurs muscles dans une petite boite contenant de l’eau et fermée par des volets actionnés par ces fibres artificielles. Quand l’air est humide les rubans s’allongent et les volets s’ouvrent, ce qui assèche l’air et provoque le plissement des rubans et donc la fermeture des volets : ils ont ainsi donné naissance à un cycle autonome. Dans la revue Nature Communications, les chercheurs décrivent deux autres dispositifs laissant entrevoir les possibles applications de systèmes plus perfectionnés utilisant l’énergie de l’évaporation.

Le premier est un système relié à un générateur qui fournit assez d’énergie pour faire clignoter une LED de faible puissance. « Nous avons transformé l’évaporation d’une piscine en lumière » se réjouit Xi Chen appartenant au même laboratoire que l’auteur principal. Le deuxième dispositif est une petite voiture (pesant moins de 100g) qui avance là aussi à la force de l’évaporation. Avec les puissances obtenues actuellement par ces petits moteurs à évaporation, les applications sont encore réduites. Mais elles peuvent suffire à alimenter des petites ampoules ou des capteurs environnementaux.

A terme les scientifiques espèrent mettre au point des moteurs suffisamment efficaces pour déplacer des voiture ou fournir autant d’électricité que des éoliennes. Il reste cependant encore beaucoup de travail fondamental à réaliser avant de voir de telles applications être commercialisées.

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