Quand l’énergie durable puise son inspiration dans la nature

Et si la meilleure source d’inspiration, dans notre quête de solutions pour un avenir énergétique plus durable, c’était justement cette nature que l’on cherche à protéger ? C’est en tout cas ce que suggèrent ces quatre avancées technologiques qui prennent comme modèle Dame Nature elle-même.

De la baleine à la turbine : 

La multinationale WhalePower s'est inspirée des baleines à bosse pour créer des pales d’éolienne efficaces qui fonctionnent même dans des environnements à faible vent. WhalePower a également fait appel à ce même design pour créer des ventilateurs de refroidissement, dont un conçu pour les moteurs diesel et un autre suffisamment petit pour refroidir les cartes graphiques d'ordinateur.

• Fasciné par la fluidité avec laquelle les baleines à bosse nagent et la rapidité à laquelle elles négocient leurs virages, le professeur de biologie Frank Fish a développé ce design novateur, en association avec l'ingénieur Phil Watts, spécialisé en génie mécanique et en aviation.
  
• Les baleines possèdent ce qu'on appelle des « tubercules ». Il s’agit de bords festonnés présents sur leurs nageoires qui minimisent les turbulences lorsqu'elles font des spirales dans l'eau. Appliquées à des pales, ces tubercules empêchent le décrochage lorsque l'objet perd de sa portance.
• Utilisées sur un avion, les ailes-tubercules ont permis de réduire la traînée de plus de 30%, ajoutant 20% d'efficacité énergétique, de durabilité et de stabilité.
• Cette technologie brevetée est aujourd’hui concédée sous licence à des entreprises dans des domaines divers. Comme Fish l'a déclaré à l'Office européen des brevets, « les animaux ont tant à nous apprendre, il suffit de les regarder de près. »

Porté par le courant : 

La société française Eel Energy, qui crée de l'énergie hydroélectrique à partir des courants marins, développe actuellement un produit respectueux de l'environnement à même d’être utilisé dans le monde entier. Il s’agit d’une membrane dotée d’un squelette semi-rigide qui, en bougeant avec le courant de l'eau, génère de l'énergie cinétique. 

• Cette membrane fonctionne comme une sorte de voile de bateau, détectant la pression du fluide transmise à la structure squelettique. Placés stratégiquement le long de la membrane, des convertisseurs électromagnétiques génèrent de l'énergie grâce à une série de bobines et d'aimants.
  
• Pourvu qu’il y ait de l’eau et du mouvement, ce produit peut être installé n’importe où. Son fonctionnement ne nécessitant pas de courants aussi importants que les solutions hydroélectriques classiques, il peut également être placé à davantage d’endroits dans les océans.
• Ce sont les côtes anglaises et françaises qui disposent du plus grand potentiel de courants, avec la possibilité pour les fermes hydroélectriques de produire de l'énergie 24h/24, 7j/7. Un kilomètre carré pourrait générer la même quantité d'énergie qu'un réacteur nucléaire.
• Non contente de produire moins de sillage que d'autres appareils similaires, la membrane est en outre non polluante et ne cause pas de nuisance sonore susceptible de perturber la vie marine. Désormais, le défi consiste à travailler sur sa résistance à l'abrasion ainsi que sur sa composition chimique afin d’empêcher les organismes marins d’y élire domicile.
  
  
  
  
  
  
  
  

Lumière invisible : 

Si les panneaux solaires sont aujourd’hui devenus plus efficaces et abordables pour tous, ils restent confrontés au problème de collecte de l’énergie lorsque le soleil ne brille pas. Mais une nouvelle technologie utilisant des particules organiques luminescentes pour recueillir la lumière ultraviolette invisible pourrait bien devenir la solution énergétique propre de demain.

• La technologie Aurora Renewable Energy and UV Sequestration (ou AuREUS) a été créée par Carvey Ehren Maigue, étudiant en génie électrique. Dans un premier temps, les particules transforment la lumière UV en lumière visible. Un film solaire la convertit ensuite en énergie.
• « On peut comparer ça à la façon dont nous respirons de l'oxygène et expirons du dioxyde de carbone, explique Maigue à Fast Company. L’AuREUS absorbe la lumière ultraviolette, puis, après un certain temps, la rejette sous forme de lumière visible. »
• Récompensé par le premier James Dyson Sustainability Award, Carvey Ehren Maigue a utilisé des légumes et des déchets alimentaires pour en faire un matériau luminescent, qu'il a combiné avec de la résine. Selon lui, à grande échelle, ses panneaux pourraient générer suffisamment d'énergie pour alimenter un bâtiment entier.
• Similaire à celle utilisée dans le verre pare-balles, la résine en question peut être utilisée dans la fabrication de fenêtres, murs et autres éléments de construction. Elle peut servir au sein d'autres matériaux, tels que des fils de tissus générateurs d'énergie. Comme l’estime l’étudiant ingénieur, « Si nous parvenons à démocratiser les énergies renouvelables, nous pourrons les rendre concrètes pour les gens – dans leur quotidien mais aussi dans leur esprit. »

Antennes réceptrices :

Présents aux quatre coins de la planète sous différentes formes, les organismes photosynthétiques sont des collecteurs de lumière à la fois efficaces et robustes. Les chercheurs s'appliquent à toujours mieux comprendre leurs « récepteurs », dans l’espoir d’innover dans le domaine de la collecte d'énergie synthétique. L’une de ces recherches, publiée dans la revue Nature Chemistry, présente un parfait exemple de biomimétisme, ce processus d’innovation qui s’inspire directement des propriétés et fonctionnements organiques qu’offre la nature.

Ces récepteurs, constitués de matériaux fragiles appelés assemblages supramoléculaires, jouent un rôle crucial dans la photosynthèse. Des chercheurs du City College de New York ont découvert qu’ils étaient entourés d’échafaudages protéiques ou lipidiques leur permettant de stabiliser leur structure et leur fonctionnement.

• « Bien que nous ne puissions pas reproduire la complexité des échafaudages de protéines trouvés dans les organismes photosynthétiques, nous avons pu adapter ce concept de base d'un échafaudage protecteur pour stabiliser notre photo-récepteur artificiel », explique Kara Ng, membre de l’équipe de chercheurs à Science Daily. 
• Alors que la reproduction de ces modèles de photo-récepteurs complexes s’est avérée impossible sur les cellules solaires actuelles, les chercheurs ont davantage pour objectif « d'apprendre des chefs-d'œuvre de la nature et de s’en inspirer pour développer de toutes nouvelles architectures de capture de l'énergie solaire », selon Dorthe M. Eisele, co-autrice de l’étude.
• Le fruit de leur travail, une réplique d'une structure d'échafaudage en forme de cage, permet de stabiliser les assemblages supra-moléculaires contre des facteurs environnementaux tels que des changements de température extrêmes.