[Nautia] Une source d'énergie non polluante : la piézoélectricité

Les Nautilus, bateaux de transports de passagers et de marchandises nautiens sont réputés pour leur puissance, leur grande autonomie et l'absence totale de pollution qu'ils génèrent. Quel est le secret de ce prodige ? Tout simplement la piezo électricité !

Qu'est-ce que la piézoélectricité ?

Il s'agit tout simplement de la propriété qu'ont certains matériaux, comme le quartz ou la tourmaline, de produire de l'électricité lorsqu'ils sont soumis à une déformation mécanique (pression ou extension). Et réciproquement : le matériau piézoélectrique se déforme si on applique une tension électrique à ses bornes.

Mais encore ?

Dans le cas des matériaux dits « naturels » (c'est-à-dire n'ayant pas subi de traitement chimique ou physique), l'électricité produite est de faible amplitude et de plus, difficile à maîtriser. Les nautiens ont cependant appris et perfectionné les techniques de fabrication de mélange de céramique et de matériau composite pour créer de puissants générateurs totalement écologiques et des matériaux très extensibles.

Principe de fabrication

Dans la préhistoire de la piézoélectricité, au tout début, quand les nautiens extrayaient encore le quartz des mines pour en faire des générateurs d'énergie, la qualité de ces générateurs étaient soumis à la précision de la coupe et de la taille.

En effet, la piézoélectricité résulte en partie de l'anisotropie du matériau c'est-à-dire de sa structure (disposition des atomes qui le composent) qui n'est pas la même dans toutes les direction : les dipôles électriques à l'origine de la génération d'énergie se sont alignés en théorie suivant l'axe des pôles du micromonde mais des accidents géologiques ont pu déplacer les strates de matériaux dans le sol nautien. Le matériau devait cependant être taillé et subir des déformations mécaniques dans l'exacte direction de ces dipôles pour parvenir à produire une énergie de qualité. Les Anciens Nautiens ont globalement appris à utiliser ces matériaux mais le rendement était loin d'être excellent.

Aujourd'hui, les ingénieurs nautiens ont appris à combiner leurs connaissances et le savoir faire des artisans verriers de Débian pour produire des matériaux piézoélectriques puissants et d'un rendement extraordinaire : Une céramique nautienne est réalisée à partir de divers matériaux extraits du sol nautien (préservons tout de même quelques secrets !), elle est amenée lentement à haute température dans les fours des souffleurs de verre de Débian puis soumise à un champ de polarisation destiné à aligner ses dipôles dans la direction souhaitée. Elle est ensuite refroidie brutalement pour conserver cette structure.

La céramique est ensuite taillée en fins bâtonnets (favorise la déformation selon le mode d'épaisseur au détriment du mode radiale, ce qui permet d'obtenir un meilleur rendement mécano électrique et un rapport signal sur bruit élevé) qui sont noyés dans une matrice de polymère : cette structure dite « 1.3 » confère également aux composites une meilleure résistance aux chocs mécaniques et aux vibrations.

Il suffit alors de métalliser les deux faces de la pastille piézoélectrique réalisée (ce qui permettra d'avoir les deux électrodes aux bornes desquelles on pourra recueillir la tension électrique ainsi créée).

Les Applications possibles.

Elles sont extraordinairement nombreuses et variées.

Utilisation de la piezo électricité inverse (création d'électricité résultant de l'application d'une force mécanique) : les nautiens sont déjà capables de réaliser des bateaux, les nautilus, qui puisent leur énergie dans le ressac de la mer et la pression des vagues contre leurs parois. On peut également imaginer des centrales électriques utilisant l'énergie des marées, des moteurs auto alimentant leur mouvement après une impulsion de départ (l'impulsion mécanique de départ permet de créer de l'énergie, dont une partie est exploitée et l'autre réinjectée dans le moteur pour alimenter la déformation mécanique nécessaire) servant à tout type de transports etc etc


[*]Utilisation de l'effet piezo électrique direct (déformation du matériau résultant de l'application d'une tension aux bornes du générateur) : Création de matériaux extensibles (par exemple, un pont qui se surélèverait si on lui applique une tension, un coffre de voiture qui grandirait à la demande etc etc ), génération d'ondes ultrasonores par le compression et l'extension rapide du matériau (nombreuses applications en obstétriques et observation médicale, amélioration des techniques de pêche etc etc et pour les applications dites « de puissance » : nettoyage des structures métalliques par cavitation, réalisation d'appareils medicaux de lithotripsie par exemple (destruction de calculs rénaux sans ouvrir) ou de suture de plaies internes etc etc

Pour votre culture personnelle...

... la piezo électricité existe dans le monde IRL et a de très nombreuses applications, dont certaines sont citées dans mon texte (notamment au niveau médical pour la surveillance et la lithotripsie et les application des puissance avec la cavitation) mais l'électricité obtenue par effet inverse est malheureusement bien trop faible et difficile à exploiter pour qu'on puisse en faire des générateurs d'électricités aussi « rentables » que les piles photovoltaïques par exemple (rentable en terme d'énergie produite par rapport à l'énergie fournie, bien sur, je ne parle pas d'argent), même si des recherches ont été engagées pour essayer de créer un revêtement de sol créant l'énergie de la maison grâce aux déplacements de ses habitants (dans le cadre d'un programme sur les textiles intelligents, mais je ne sais pas où ça en ait ni même si le projet existe encore). Elle permet cependant de réaliser toute une gamme de capteurs d'excellente qualité et aux multiples usages. J'ai écrit le passage sur la fabrication en grande partie sur mes souvenirs, j'espère donc ne pas avoir raconté trop de bêtises.

Calie Coopman