Produire de l'énergie à partir des vibrations environnantes

Des chercheurs de l'Université de Bristol se lancent dans un nouveau projet de conception d'appareils exploitant une source d'énergie renouvelable encore peu utilisée: l'énergie des vibrations.

L'objectif du projet est, en fait, de mettre au point des capteurs pour différents usages, ayant pour point commun d'être alimentés par un système de conversion de l'énergie des vibrations environnantes en énergie électrique. Alors que les quelques systèmes existant au niveau international permettaient de collecter de l'énergie pour une seule fréquence de vibration, l'équipe du Dr Stephen Burrow de Bristol souhaite récupérer de l'énergie pour une large gamme de fréquences, ce qui rendrait efficace l'utilisation de ces petits générateurs électriques pour de multiples applications: en génie biomédical, en aéronautique et dans le BTP (Bâtiments et Travaux Publics), par exemple.

Les générateurs étudiés par le Dr Burrow comprennent une masse résonante attachée à l'extrémité d'un ressort pour amplifier les vibrations ambiantes dont l'amplitude initiale, qui est de quelques dixièmes de millimètre, n'est pas suffisante - un générateur "efficace" nécessite d'amplifier ces vibrations jusqu'à plusieurs millimètres. Cette technologie devrait représenter une alternative aux piles et accumulateurs de petites dimensions, systèmes les plus utilisés pour des appareils nécessitant de très faibles courants. Bien souvent, ces piles et accumulateurs peuvent être bien plus petits et légers que les générateurs étudiés par l'équipe du Dr Borrow. Cependant ces derniers auront un impact environnemental très faible, car ils n'utiliseront pas de substances chimiques dangereuses et ne poseront donc aucun problème majeur de gestion de déchets. Mais il reste encore des progrès à réaliser dans le rendement énergétique de tels systèmes de conversion, d'où l'intérêt du projet lancé par l'Université de Bristol.

En réalité, cette initiative fait suite à d'autres travaux sur le thème de la conversion de l'énergie des vibrations à la Faculté d'informatique et d'électronique de l'Université de Southampton. En effet, le Dr Steve Beeby a annoncé au début du mois de juillet 2007 la mise au point d'un générateur d'1 cm3 de volume, développé dans le cadre d'un programme de l'Union Européenne, VIBES (Vibration Energy Scavenging, c'est-à-dire Systèmes de récupération de l'énergie des vibrations). Ce générateur, qui ne permet de collecter l'énergie des vibrations environnantes que pour une seule fréquence, a pour vocation d'alimenter des capteurs installés sur des pompes à air placées dans les laboratoires d'une centrale énergétique.

De même, plusieurs applications sont déjà envisagées par les chercheurs de Bristol pour leurs futurs capteurs autonomes:
- le contrôle de certaines données relatives à la santé humaine, telles la température corporelle ou la pression sanguine, par la mise en place de nombreux capteurs miniatures assez légers et peu encombrants ;
- la localisation et l'identification des fissures et contraintes anormales présentes au sein de la structure d'un bâtiment pendant ou après sa construction ;
- le contrôle de la corrosion de certaines parties des avions, habituellement réalisé par un démontage partiel des appareils.

Les travaux du Dr Burrow devraient aboutir dès août 2010, alors que se développent en parallèle des techniques alternatives pour la fourniture de faibles courants électriques comme les capteurs solaires, la récupération d'énergie à partir des gradients thermiques, des gradients de pression ou encore des ondes sonores. Si l'alimentation en électricité d'installations à grande échelle à partir de sources renouvelables connaît un fort développement depuis déjà quelques décennies, produire de l'électricité d'origine renouvelable pour des systèmes à très petite échelle est encore un défi qui éveille l'intérêt d'un nombre croissant de laboratoires et entreprises au Royaume-Uni.

Dr Steve Beeby, Electronic Systems Design Group, Projet VIBES, http://www.ecs.soton.ac.uk/research/projects/VIBES