Par : Jacky Goetz
Editeur : L'Express du Pacifique
Dans sa chronique scientifique, Jacky Goetz nous parle d’une nouvelle innovation en matière d’énergie : la marche. En effet, les chercheurs commencent à explorer le potentiel de génération d’électricité de cette activité que l’on considère généralement banale.
Se déplacer tout en produisant de l’électricité. Tel est le résultat obtenu par une équipe de biophysiciens de l’Université de Pennsylvanie dont le défi fut d’exploiter le caractère économique de la marche humaine pour fabriquer de l’énergie. Pari gagné.
Au cours du dernier siècle, les humains sont devenus toujours plus dépendants de la technologie, notamment des appareils électroniques. Les progrès scientifiques ont permis de créer des outils de plus en plus mobiles trouvant leur utilité dans des domaines aussi variés que la médecine, la communication ou l’orientation dans l’espace. Mais que ce soit dans les innombrables rues d’une grande ville ou dans les paysages infinis d’une contrée sauvage, ces appareils sont tous régis par le fonctionnement d’une batterie ajoutant un poids supplémentaire à son utilisateur et dont la quantité d’énergie stockée reste limitée. Alors que beaucoup d’efforts sont placés dans le développement d’objets nécessitant peu d’énergie et de batteries à durée de vie plus élevée, peu d’équipes se sont intéressées à la création d’une source d’énergie à la fois portative et renouvelable par l’homme lui-même.
Le sac à dos, générateur de courant
La marche humaine apparaît comme une incroyable machine à produire de l’électricité. Ayant constaté que l’homme dépensait la majorité de son énergie hebdomadaire dans cette activité, les scientifiques américains ont cherché à tirer profit de la foulée pour parvenir à leurs fins. Des études préalables avaient tenté de générer du courant électrique en exploitant la compression de la chaussure que le poids du corps occasionne à chaque pas que l’on fait. La quantité énergétique obtenue par cette approche reste néanmoins trop faible pour pouvoir être applicable. Une autre alternative a consisté à placer l’appareil utilisé pour leurs expériences dans le prolongement des membres du corps, de telle sorte à se servir du mouvement de la marche afin de créer de l’électricité. Là encore, les résultats se sont avérés décevants.
L’originalité de cette étude fut d’exploiter le déplacement d’un individu portant un sac à dos spécial afin d’entraîner un mouvement oscillatoire d’une masse placée dans le sac et n’occasionnant aucun effort supplémentaire pour le porteur. Ce sac à dos révolutionnaire est suspendu à deux ressorts et naturellement mis en mouvement par la foulée de la personne. L’oscillation de la masse est, quant à elle, directement reliée à un générateur de courant placé dans le haut du sac.
Le principe de l’expérience cherche à optimiser le caractère économique de la marche. En termes physiques, celle-ci consiste en plusieurs phases alternatives au cours desquelles une des deux jambes reste relativement droite et agit comme un pendule inversé, ne requérant ainsi que peu d’énergie. La seule dépense énergétique nécessaire à la marche a lieu au cours de la phase de transition entres les deux jambes, correspondant au moment où la masse corporelle est déplacée de l’une à l’autre. Le mouvement vertical de la masse accrochée dans le sac à dos s’avère, quant à lui, n’avoir aucun effet sur cette dernière phase. Un tel phénomène permet ainsi à l’individu de porter une charge conséquente sans fournir d’effort supplémentaire, tout en produisant une quantité non négligeable d’électricité – en moyenne, 4 watts !
La beauté et la nouveauté de ce sac-à-dos résident à la fois dans l’énergie électrique qu’il peut produire et dans la faible dépense énergétique qu’il requiert de la part du porteur. Le poids conséquent du sac – entre 20 et 38 kilos – peut paraître désavantageux mais s’avère minime en comparaison avec celui de batteries couramment utilisées.
À travers l’histoire, les humains ont résolu de nombreux problèmes par l’exploitation du mouvement généré par les muscles, telle que l’utilisation des branches de bambou pour soulever des charges ou l’invention des skis pour se déplacer dans la neige. Le sac à dos à charge suspendue est un nouvel appareil passif et trouvera sans aucun doute son utilité lors du prochain siècle.
