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Si le développement des capteurs et autres systèmes électroniques peut résoudre bon nombre de problèmes, un désavantage contraint leur utilisation : leur approvisionnement en énergie. Des capteurs placés dans des environnements difficiles d’accès ne sont utiles que s’il n’est pas nécessaire d’envoyer périodiquement quelqu’un pour remplacer les batteries. Il en va de même pour les systèmes électroniques remplaçant des fonctions vitales comme les stimulateurs cardiaques.
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Des phénomènes découverts au XIXème siècle permettent de produire de l’énergie électrique à petite échelle. Les matériaux thermoélectriques convertissent de la chaleur en énergie électrique. L’application de contraintes mécaniques sur des matériaux piézoélectriques permet aussi de produire de l’électricité. Dans le même but, les matériaux photoélectriques convertissent l’énergie lumineuse. Cependant, la nature de ces matériaux et les faibles énergies produites rendaient leur utilisation problématique jusqu’à présent. Pour obtenir une quantité d’énergie utilisable, il fallait produire des dispositifs macroscopiques comme les panneaux solaires.

La miniaturisation des composants électroniques a entrainé une diminution de l’énergie nécessaire à leur fonctionnement. Le gap énergétique qui existait entre les besoins de ces composants et ce qui pouvait être produit par différents matériaux à une échelle similaire se referme progressivement. Il est aujourd’hui possible d’envisager différents systèmes à l’échelle microscopique, voire nanoscopique, permettant de coupler un dispositif avec son unité propre d’approvisionnement en énergie de manière à lui assurer un fonctionnement permanent.

La différence de température entre le corps et l’atmosphère, les vibrations de n’importe quelle structure : toute une panoplie de phénomènes peut être utilisée pour assurer l’indépendance énergétique d’un éventail encore plus large d’appareils électroniques, du capteur microscopique au lecteur mp3. En voici quelques exemples récents.[/column]

[column]Des panneaux solaires révolutionnaires

A Pasadena, en Californie, où le soleil brille toute l’année, des chercheurs du California Institute of Technology ont mis au point de nouvelles cellules photovoltaïques [1]. Flexibles, et composées de seulement 2% en volume de silicium, ces cellules permettent de récupérer 85% de l’énergie lumineuse incidente en assurant un taux de conversion d’environ 95%. Cette cellule se place parmi les plus efficaces existantes.

Le matériau est composé d’un réseau de fils de silicium d’une longueur de 30 à 100 microns et d’un micron de diamètre. Ils sont inclus dans une matrice de polymères parsemée de particules diffusant la lumière pour assurer une meilleure absorption par les fils. Cette structure est ainsi complètement flexible contrairement aux wafers de silicium utilisés dans les panneaux photovoltaïques. Par ailleurs, chaque fil de silicium constitue une entité indépendante. Un accroc dans la toile photovoltaïque provoque seulement une dégradation locale, contrairement à ce qui se produit lorsqu’une cellule photovoltaïque classique est endommagée.

Une production facilitée, un coût moindre en silicium, une texture qui permet une large utilisation, une durée de vie prolongée, une efficacité prouvée : cette nouvelle structure est prometteuse. On pourrait même voir apparaître dans les prochaines années des manteaux photovoltaïques capables de recharger nos téléphones portables. Mais le photovoltaïque n’est pas le seul procédé capable de révolutionner l’habillement.

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