RFI - Nouvelles Technologies

Pour stocker l’énergie solaire sous forme d’hydrogène, des chercheurs suisses ont expérimenté un dispositif d’électrolyse qui utilise de simples cellules photovoltaïques du commerce et sans employer de matériaux rares. Leur système fait preuve de performance et pour un coût de production modique qui n’a jamais été encore atteint jusqu’à présent. En 1943, l'écrivain français René Barjavel publie « Ravage », un roman d’anticipation décrivant l’effondrement d’une civilisation technologiquement avancée, suite à la disparition soudaine de toute forme de courant électrique. Plus aucune machine ne fonctionne, la vie des habitants dans les cités sombre alors dans le chaos. La société avant la catastrophe que décrit l’auteur ressemble étrangement à la nôtre. Un monde machiniste dans lequel nous sommes tous tributaires d’une seule ressource énergétique primaire qui conditionne en fait la génération de toutes les autres et notamment en brûlant majoritairement des carburants fossiles, non renouvelables pour créer notre électricité. Si la transformation radicale de nos moyens de production énergétique est une évidence, une multitude d’écueils techniques restent cependant à surmonter. Comment, par exemple, stocker l’électricité issue du solaire sans recourir aux batteries à base de lithium qui est un minerai rare et coûteux à extraire. Sans parler des autres composants qui sont aussi rarissimes, mais indispensables à la fabrication des générateurs de courant. « L'hydrogène est l'une des clés de sortie de notre dépendance aux énergies fossiles », estiment les chercheurs suisses du Laboratoire d’ingénierie de l'énergie renouvelable à l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne. Ils ont développé un système capable de produire de grandes quantités d’hydrogène en concentrant la lumière du soleil sur un dispositif photo-électrochimique optimisé. Leur prototype se compose de trois cellules solaires en silicium cristallin délivrant de hauts voltages. Elles sont connectées entre elles et reliées à un système d’électrolyse qui ne comprend aucun matériau rare. « Notre dispositif fonctionne grâce à une fine couche d’eau qui s’écoule sur la cellule solaire, pour maintenir une température relativement basse et de bonnes performances », expliquent les chercheurs. La chaleur de l’eau est transférée au catalyseur pour améliorer le processus d’électrolyse. Le taux de conversion de l’énergie solaire en hydrogène est supérieur à 17%, selon leurs analyses. Le dispositif fonctionnerait 30 000 heures sans remplacement des composants, et jusqu’à 20 ans, si les réactifs électrochimiques sont renouvelés tous les 4 ans. Leur prototype produit déjà 1 kilo d'hydrogène par jour permettant à une voiture équipée d’une pile à hydrogène de rouler entre 100 et 150 kilomètres. Les scientifiques prévoient que des stations à hydrogène utilisant ce procédé seront bientôt opérationnelles en ville ou le long des routes, avant, convient-il d’espérer, que notre planète, gavée aux énergies fossiles, ne subisse ses premières coupures intempestives de courant. Vous avez des questions ou des suggestions, vous pouvez nous écrire à nouvelles.technologies@rfi.fr

La grande famille des créatures ailées et électromécaniques s’agrandit. Des chercheurs américains ont développé un robot-colibri piloté par un programme d’intelligence artificielle pour réaliser les acrobaties aériennes exceptionnelles de cet oiseau-mouche. A plumes, à poils ou à élytres, aucun voltigeur biologique ne résiste longtemps aux investigations des scientifiques qui déchiffrent les secrets de leurs cascades aériennes afin de pouvoir les transférer à leurs robots. Enfin presque ! Car un oiseau minuscule échappait encore à leurs analyses et il s’agit du colibri, appelé familièrement « l’oiseau-mouche ». Ce petit volatile de 2 à 12 grammes, les plus chétifs ne sont pas plus gros qu’une amande, réalise des manœuvres acrobatiques extrêmes, des virages à 180° effectuant ainsi plus d’un tour sur lui-même en une fraction de seconde pour échapper à ses prédateurs. Les plus véloces ont été flashés à 70 km/h en soufflerie, certains spécimens dépasseraient même les 100 km/h dans la nature quand ils sont portés par les vents, selon les ornithologues. Les colibris sont, par ailleurs, les seuls oiseaux au monde capables de voler en marche arrière en modifiant l'incidence de leurs ailes, c'est-à-dire leur angle d'attaque dans l'air. C’est aussi le roi du surplace, ce qui lui permet de butiner le nectar des fleurs qui constitue son unique source de nourriture. Le rythme des battements d'ailes de l’oiseau-mouche est incroyablement rapide, de l'ordre d'une cinquantaine ou d'une soixantaine oscillations par seconde. Des caractéristiques physiques exceptionnelles bien difficiles, voire impossibles, à reproduire estimaient les roboticiens du monde entier, mais pas pour les chercheurs américains du laboratoire Bio-Robotique de l’Université de Purdue, qui ont mis au point un clone électronique de colibri. Ce drone qui bat des ailes en fibre de carbone à des fréquences de 30 à 40 Hz est légèrement plus grand que le véritable oiseau avec son envergure de 17 cm. Son poids de 12 g est plutôt celui d’un colibri adulte en surcharge pondérale, toute la mécanique de l’engin est protégée par une carapace en plastique ultra légère qui a été imprimée en 3D.  La micro machine peut soulever plus de deux fois sa masse. Chacune de ses ailes est équipée de moteurs indépendants, les mouvements du robot sont coordonnés par un programme d’intelligence artificielle qui a appris au fur et à mesure des vols, à enchaîner sans accroc, les voltiges aériennes de son frère biologique. Les concepteurs du drone-colibri comptent encore améliorer ses performances pour qu’il effectue de « nombreuses missions dans le monde réel ». Oui, mais voilà lesquelles ? Polinisateur des vergers, drone espion ou de porter secours aux victimes de catastrophes naturelles ? « Notre futur prototype sera multitâche », ont simplement commenté les roboticiens américains. Vous avez des questions ou des suggestions, vous pouvez nous écrire à nouvelles.technologies@rfi.fr

Une société mexicaine a mis au point un « végétal » hybride mi mécanique, mi-biologique qui a la capacité de filtrer l’air pollué dans les villes en rejetant autant d’oxygène que 300 arbres. Sur la planète, plus de la moitié de l’humanité vit désormais dans des mégalopoles. Aux émissions de polluants crachées par les industries, s’ajoutent celles liées aux activités humaines et principalement à la circulation automobile urbaine fonctionnant aux énergies fossiles. Selon l’Organisation mondiale de santé, 7 millions de personnes meurent chaque année à cause de la pollution de l’air ambiant. Les liens de cause à effet, entre une végétation qui se raréfie en ville, la dégradation de qualité de l’air dans les cités et l’appauvrissement de la biodiversité dans notre monde ultra-urbanisé ne sont plus aujourd’hui à prouver. En conséquence, il n’est plus temps de se prendre le chou, a décidé la société mexicaine BioMiTech devant l’imminence d’une catastrophe écologique maintes fois annoncée. L’entreprise a mis au point un arbre électromécanique bioinspiré par le phénomène de la photosynthèse des végétaux. Le Biourban 2.0, a la capacité d’épurer l’air pollué et de rejeter autant d’oxygène que 368 eucalyptus naturels. La structure de base de l’arbre robot mexicain est métallique, elle mesure 4 mètres de haut et renferme dans cinq cylindres, 500 litres de micro-algues. Ces organismes vivants ont la faculté de digérer le dioxyde de carbone, le dioxyde d’azote, le monoxyde de carbone en filtrant jusqu’à 13 millions de mètres cubes d’air par an, selon les données techniques du site web de la société mexicaine. Les algues, sont changées une fois tous les trois ou quatre mois, elles ne sont pas ensuite jetées, mais recyclées afin de servir d’engrais pour les cultures. Les fondateurs et dirigeants de BioMiTech précisent que leur technologie ne sert pas à remplacer les véritables arbres, mais qu’elle permet de réduire la pollution atmosphérique dans des endroits stratégiques comme des routes, des carrefours, des intersections et des sites fortement pollués sur lesquels il n’est pas possible d’implanter la moindre végétation. Tout le dispositif fonctionne en automatique 7j/7 et 24h/24 et une batterie de capteurs mesurent la qualité de l’air en temps réel. La nuit, les algues continuent leur travail de photosynthèse et de recyclage de l’air grâce à un éclairage artificiel dont l’énergie a été fournie dans la journée par des panneaux solaires surplombant le système. Le coût d’un arbre robot s’élève à 50 000 dollars l’unité, plusieurs ont déjà été installés au Mexique, au Panama, en Colombie et en Turquie. Mais le Biourban compte aussi planter ses racines 2.0 en France et le Royaume-Uni a le projet de déployer une forêt de 300 arbres robots aux alentours de Londres. Vous avez des questions ou des suggestions, vous pouvez nous écrire à nouvelles.technologies@rfi.fr

Une équipe de chercheurs européens ont agencé des nanoparticules d’or et de titane pour développer un revêtement qui empêche en grande partie n’importe quelle surface vitrée de se couvrir de buée. Tous les chercheurs qui développent de nouvelles matières aux propriétés magiques vous le diront, leurs dispositifs sont réalisés en fait sans aucun trucage. La plupart des secrets de ces tours de passe-passe scientifiques se cachent au cœur d’objets composites, les méta-matériaux. Ces assemblages de matières variées et diverses se présentent sous la forme de structures spécialement agencées afin de détourner, par exemple, les ondes électromagnétiques ou toutes sortes de vibrations. Mais en attendant la mise au point des premiers dispositifs qui nous rendront invisibles, des chercheurs suisses de l'École polytechnique de Zurich ont préféré s’intéresser au phénomène de la buée qui se forme sur nos verres de lunettes ou sur les parebrises de nos véhicules. Des surfaces lisses et transparentes plutôt « froides » qui, dès qu’elles rencontrent un air chaud et humide, condensent l’eau contenue dans l’atmosphère pour embrumer totalement notre champ de vision. A la différence des traitements classiques anti-buée, ce nouveau matériau qui ne possède pas de propriété hydrophobe intrinsèque, c’est-à-dire capable de repousser l’eau, neutralise la buée uniquement grâce à la lumière du soleil. Dispositif transparent La méta-surface développée par les chercheurs est constituée de multiples couches ultra-fines de nanoparticules d'or qui ont été placées entre plusieurs feuillets hyper minces de dioxyde de titane. L’ensemble du dispositif qui est totalement transparent recouvre une surface en verre. Les nanoparticules d'or, qui absorbent la lumière, réchauffent la vitre jusqu'à 10°C, pour empêcher la formation de la buée tout en accélérant son évaporation. « Notre méta-surface absorbe les infrarouges ainsi qu'une petite partie de la lumière visible du soleil et transforme les deux en chaleur », précisent les scientifiques suisses. La condensation disparaît des surfaces quatre fois plus vite que celles qui ont reçu un traitement anti-buée classique, démontrent les tests publiés dans la revue Nano Letters. Robuste, efficace et facile à fabriquer, ils prévoient que ce nouveau revêtement devrait bientôt se généraliser aux fenêtres, miroirs, parebrises, écrans, sans oublier nos lunettes. Une innovation qui nous offre enfin de ne plus regarder la vie dans un rétroviseur embrumé et d’observer clair et net tous les désordres du monde, que l’on aurait, toutefois, souhaité sans brume et sans brouillard, mais ça, c’est une autre histoire. Vous avez des questions ou des suggestions, vous pouvez nous écrire à nouvelles.technologies@rfi.fr

Des ingénieurs du Royaume-Uni ont développé un nouveau type de machine volante hybride qui cumule à la fois les caractéristiques d’un dirigeable et celles d’un avion. Le Phoenix a la capacité de passer de plus léger, à plus lourd que l’air, pour s’élever et se déplacer jusqu’à de très hautes altitudes et de pratiquement voler indéfiniment. Le 6 mai 1937, sur un aéroport près de New York, une étincelle met le feu aux 190  000 m3 d'hydrogène que refermait le zeppelin Hindenburg. En 34 secondes, ce dirigeable à usage commercial, dont l’Allemagne nazie à l’époque vantait les performances et la fiabilité, s'embrase entièrement…  La catastrophe fera 35 victimes et marqua les esprits, en jetant le discrédit sur la technologie des plus légers que l’air. Les aérostats qui ont substitué l’hydrogène facile à produire, bon marché, mais hautement inflammable, par de l’hélium, gaz rare et onéreux complètement inerte, connaîtront le même désintérêt. Par ailleurs, les zeppelins seront bientôt détrônés à la sortie de la Seconde Guerre mondiale par l'aviation qui a connu des progrès fulgurants. Mais pourquoi ne pas marier le meilleur des deux technologies qui ont forgé l’histoire de l’aéronautique ? Ont imaginé les chercheurs et ingénieurs écossais de l’Université des Highlands et des îles, pour développer un appareil hybride.   Phoenix, ainsi dénommé par ses concepteurs, est un avion plus lourd que l’air, mais aussi un dirigeable, qui a la capacité de pouvoir flotter dans l’atmosphère, selon le principe de la poussée d’Archimède. Pour basculer entre le lourd et le léger, le double fuselage de l’appareil contient de l’hélium pour s’élever comme le font les ballons d’observation ou météo. Un système de compresseurs aspire l’air extérieur pour alourdir l’engin afin de prendre alors une configuration de planeur. « La transition répétée entre ces deux états constitue, par ailleurs, l'unique source de sa propulsion », précisent les chercheurs écossais.   Cette alternance de poids lui permet de voler indéfiniment et en ondulant dans les nuées, comme le réalisent certains animaux aquatiques quand ils se déplacent dans l’eau. L’équipe a travaillé trois ans sur ce projet pour développer un prototype de 15 mètres de long et d’environ 11 mètres d’envergure. Les ailes et la queue de l’appareil sont en fibres de carbone recouvertes de panneaux solaires pour recharger ses batteries et activer les compresseurs. Il a effectué un 1er vol d’essai sur 120 mètres à Portsmouth, dans le sud de l’Angleterre, ce qui a validé le concept. L’objectif des ingénieurs est de réaliser des appareils capables d’atteindre les 20 Km d’altitude. Déployés comme quasi-satellites de télécommunications, ils constitueraient une sérieuse alternative aux solutions spatiales, hors de prix, imaginées par les géants de la high-tech afin de connecter à moindres coûts des régions du monde, toujours exclues des bienfaits de la Toile.   Vous avez des questions ou des suggestions, vous pouvez nous écrire à nouvelles.technologies@rfi.fr