Peut-on récupérer l’énergie électromagnétique ambiante ?

Jusqu’à présent, personne n’a été en mesure de capter l’énergie électromagnétique qui nous entoure. Tout cela pourrait bientôt devenir réalité grâce à une technologie qui la récupère et l’exploite. Cette découverte est par ailleurs soutenue par un certain nombre de sponsors**.

Les chercheurs de l’Institut de génie électrique et informatique du Georgia Tech ont utilisé des fréquences à bande large pour exploiter une variété de signaux et en capter l’énergie. Par ailleurs, ils se sont servis d’une imprimante à jet d’encre pour combiner sur un même support papier (ou un polymère flexible), plusieurs matériaux.

L’équipe a imprimé non seulement des composants Radio-Fréquences (RF) et des circuits, mais également de nouveaux dispositifs de détection à base de nanomatériaux (ex. nanotubes de carbone). Le résultat ressemble à un "capteur sans fil auto-alimenté" qui peut être utilisé pour surveiller les produits chimiques, thermiques, biologiques, ainsi que les niveaux de vibrations.

Les périphériques de communication implantés tout autour de nous, émettent beaucoup d’énergie dans différentes gammes de fréquences. Des appareils dédiés dits "récupérateurs" sont capables eux de capter cette énergie et de la convertir en courant continu. Cette énergie est finalement stockée dans des condensateurs ou des batteries. Ces dispositifs qui sont basés sur des circuits souples peuvent exploiter aussi bien des fréquences radios de type FM que radars, dans une fourchette allant de 100 MHz à 15 GHz.

Le groupe de recherche a commencé ses travaux dans les années 2006, où les circuits ne fonctionnaient qu’à des fréquences de 100 ou 200 MHz. "Nous pouvons maintenant imprimer des circuits qui sont capables de fonctionner jusqu’à 15 GHz – voire 60 GHz si nous imprimons sur un polymère", a déclaré Rushi Vyas, étudiant diplômé.

Des centaines de microwatts d’électricité ont déjà été générés rien qu’en utilisant des fréquences de télévision, ce qui reste suffisant pour faire fonctionner de petits appareils électroniques tels que des capteurs et des microprocesseurs. L’équipe du Georgia Tech veut maintenant combiner des super-condensateurs et des fréquences élevées avec sa technologie de balayage pour alimenter des appareils qui nécessitent 50 milliwatts de puissance. Dans cette approche, l’énergie s’accumule dans un super-condensateur avant d’être utilisée lorsque le niveau de puissance requis est atteint.

Les chercheurs pensent que les capteurs souples auto-alimentés, sans fils, seront bientôt largement disponibles à un coût très faible. La prolifération de ces capteurs peu coûteux pourrait être utilisée dans des applications multiples (sécurité, économies d’énergie, intégrité des structures, stockage des aliments périssables, bio-surveillance médicale).

**  National Science Foundation, the Federal Highway Administration and Japan’s New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO).