Si les différentes fonctionnalités des téléphones mobiles ont été démultipliées ces dernières années, leur consommation d’énergie s’est également fortement accrue jusqu’à devenir une des principales préoccupations des fabricants comme des usagers. C’est bien dans cette optique, que le Dr Wang et l’équipe de recherche de l’université de Wisconsin aux Etats-Unis ont développé un nouveau système de générateur permettant de recharger vos téléphones par de simples vibrations.

Les batteries ne tiennent plus le coup face à des appareils énergivores et leurs capacités de stockage n’évoluent que très lentement. Trop lentement semble-t-il pour laisser entrevoir une solution efficace à ce problème d’autonomie dans l’utilisation d’appareils électroniques, qui est également un problème énergétique sachant que les chargeurs passent de plus en plus de temps sur les prises (à ce sujet, pensez à débrancher le chargeur une fois votre téléphone chargé, sinon il continue à consommer de l’électricité).

C’est donc les systèmes de recharge qui se développent et tentent de proposer une durée d’utilisation supérieure aux consommateurs. Innovant, le nanogénérateur se démarque des propositions déjà existantes par sa capacité à s’intégrer directement à tous dispositifs électroniques.

Un nanogénérateur reposant sur le principe de la piézoélectricité

Présenté par le Dr Xudong Wang de l’Université du Wisconsin à Madison, en collaboration avec les chercheurs de l’université chinoise de Sun Yat-Sen, ce nouveau générateur miniature permettrait de transformer l’énergie de faibles vibrations en électricité.

Fonctionnant selon les propriétés de la piézoélectricité, le matériau choisi serait capable de se polariser électriquement, à savoir, de générer un champ ou un potentiel électrique sous l’action d’une contrainte mécanique. C’est en effet le cas du polyfluorure de vinylidène (PVDF), un polymère (plastique rigide) qui crée du courant électrique dès qu’il est soumis à des pressions. Générant ainsi de l’énergie par le simple fait d’être en mouvement, ce nanogénérateur offre la possibilité de recharger de petits appareils électroniques tels que les téléphones, les tablettes ou les GPS. Il s’adapte aussi parfaitement à une utilisation dans les moyens de transport que sont la voiture ou le train et qui constituent des sources de vibrations régulières et continues, conditions idéales à l’activité de ce dispositif.

Un dispositif adapté aux vibrations de faible intensité

Si le principe de la piézoélectricité est bien connu et a déjà été utilisé à plus grande échelle,  notamment par le groupe britannique Pavegen qui a développé depuis 2009 des dalles urbaines capables de capter l’énergie cinétique des corps en mouvements, la véritable innovation du Dr Xudong Wang réside ici dans l’augmentation de la sensibilité des matériaux employés, autorisant du même coup, la miniaturisation du dispositif.

Dans cet objectif, la membrane de PVDF a donc été traitée à l’aide de nanoparticules d’oxyde de zinc dont l’objectif est d’altérer l’homogénéité de ce polymère. Ce processus aboutit à la formation de mésopores, sorte de petits trous qui affectent la rigidité originale du matériau et lui donne un nouvel aspect spongieux.  Comme le précise  le Dr Xudong Wang, « plus le matériau est mou, plus il sera sensible aux vibrations ».  En effet, il résulte de cette transformation une plus grande faculté de plier le plastique et de générer de l’énergie lorsque celui-ci est soumis à toutes vibrations, même les plus faibles.

C’est donc cette souplesse inédite du film de PVDF utilisé qui permet d’adapter ce nouveau dispositif à de petits appareils électroniques comme les téléphones portables ou les tablettes. Ce nanogénérateur pourrait donc être directement intégré à nos appareils ou plus simplement être utilisé sous la forme d’une coque externe. Un support de téléphone pour voiture permettant directement la recharge est également envisagé.

Crédits photo : Mael Guennou – Titzeff