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Wearables : Le MIT récupère l'énergie de vos mouvements

La technologie présentée par le MIT utilise l'énergie que produit une superposition de feuilles de métal et de polymère lorsqu'elle est pliée, même légèrement. (crédit : MIT/Nature Com.)

La technologie présentée par le MIT utilise l'énergie que produit une superposition de feuilles de métal et de polymère lorsqu'elle est pliée, même légèrement. (crédit : MIT/Nature Com.)

Pour alimenter les bracelets de suivi d'activités et autres dispositifs « wearables », le MIT a travaillé sur une technologie reposant sur des principes électrochimiques pour charger ces équipements à partir des mouvements de leurs utilisateurs.

Les bracelets et autres équipements connectés que l'on porte sur soi sont généralement utilisés pour suivre l'activité physique de leur détenteur afin de l'aider à garder la forme : nombre de pas effectués dans la journée, rythme cardiaque ou analyse du sommeil. Ils sont souvent limités par leur autonomie. Les chercheurs du Massachussetts Institute of Technology ont réfléchi à la façon de récupérer de l'énergie à partir des mouvements de leurs utilisateurs. Leurs travaux ont été décrits dans un article publié la semaine dernière dans le journal Nature Communications.

La technologie mise au point par l'institut utilise comme électrodes deux fines feuilles d'alliage de lithium avec, entre les deux, une couche de polymère poreux gorgée d'électrolyte liquide, celle-ci conduisant le courant par déplacement d'ions. Lorsqu'elle est pliée, même légèrement, cette couche composite produit une tension et un courant électrique dans le circuit externe entre les deux électrodes. Celui-ci peut alors être utilisé pour alimenter d'autres équipements. Il suffit d'un poids très léger fixé à l'une des extrémités pour faire plier le métal lors des mouvements ordinaires, par exemple lorsqu'il est attaché à un bras ou une jambe.

Des applications dans le biomédical ou les capteurs embarqués

Il y a eu d'autres tentatives pour récupérer de l'énergie à partir de faibles mouvements, mais elles ont choisi d'autres approches pour le faire, soulignent les chercheurs du MIT. La plupart d'entre elles sont, soit basées sur l'effet triboélectrique - c'est-à-dire essentiellement la friction, comme lorsque l'on frotte un ballon contre un tissu en laine - soit sur l'effet piézoélectrique (cf Enerbee au CES 2016), en utilisant des cristaux qui produisent une faible tension lorsqu'ils sont pliés ou compressés. Ces approches traditionnelles ont des impédances électriques élevées et une rigidité au pliage et elles peuvent être assez coûteuses », selon Ju Li, professeur en science nucléaire et ingénierie à la Battelle Energy Alliance et professeur en sciences des matières et ingénierie au MIT.

En recourant plutôt à des principes électrochimiques, la technologie du MIT peut récupérer de l'énergie à partir d'un palette plus large d'activités et de mouvements naturels dont la marche et les exercices physiques, explique l'institut. Non seulement, de tels dispositifs pourraient être produits sur une grande échelle à un coût réduit, mais, comme ils sont flexibles par nature, cela les rend aussi plus adaptés aux technologies que l'on porte sur soi (les wearables) et moins susceptibles d'être endommagés par des contraintes mécaniques. De fait, les équipements déjà testés ont montré leur stabilité et le maintien de leurs performances après 1 500 cycles, indique Ju Li. D'autres applications sont envisageables, parmi lesquelles des dispositifs biomédicaux ou des capteurs embarqués permettant d'enregistrer les contraintes mécaniques, sur les routes, les ponts ou même les claviers, suggèrent les chercheurs.

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35 ans
20 Mars 1989 n°360
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