Bientôt des nuages artificiels producteurs d’électricité ?

La foudre est produite par des échanges d'électrons entre nuages et/ou le sol / Image : Getty.

Dompter la foudre, c’est un vieux rêve. Qui n’est pas encore devenu réalité.  Alors, des chercheurs ont choisi de contourner le problème. Ils ont créé ce que l’on pourrait appeler des « nuages artificiels », capables de produire de l’électricité à partir de l’humidité de l’air.

Il y a de l’électricité dans l’air. Et ce n’est pas qu’une image. Les scientifiques le savent. Ils sont d’ailleurs plus d’un à essayer d’en tirer parti. Il est en effet question là d’une électricité durable, issue d’une source renouvelable et disponible 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.

Il y a quelques semaines, une équipe annonçait avoir identifié une façon d’extraire l’énergie portée par le tout petit peu d’hydrogène présent dans notre atmosphère. Le tout grâce à une bactérie. On parle là, bien sûr, de production de très faibles quantités d’électricité. De quoi, tout de même, potentiellement alimenter un petit ordinateur. Potentiellement. Parce que la preuve du concept n’a été faite qu’en laboratoire, à une échelle infime. Pas de quoi, pour l’instant, produire de l’électricité consommable.

Des chercheurs de l’université du Massachusetts (États-Unis), de leur côté, ont eu une idée différente. En regardant tomber la foudre. « Un nuage, ce n’est rien d’autre qu’une concentration de gouttelettes d’eau. Chacune porte une charge. Et lorsque les conditions sont réunies, le nuage produit un éclair. Mais nous ne savons pas comment capter de manière fiable l’électricité ainsi produite naturellement », raconte Jun Yao, professeur adjoint de génie électrique et informatique, dans un communiqué. Certains auraient pu s’arrêter à ce constat. Mais pas les chercheurs de l’université du Massachusetts. Pour contourner le problème, ils se sont lancés dans le développement d’une sorte de petit nuage qui produit de l’électricité de manière prévisible et en continu.

Le secret est dans les petits trous

Au cœur de ce nuage, il y a un effet découvert en 2020 que les chercheurs ont appelé l’effet « air-gen ». Alors qu’ils pensaient qu’il n’apparaissait que sur un matériau bien spécifique, constitué de nanofils d’une protéine issue — encore — d’une bactérie, ils affirment aujourd’hui que n’importe quel type de matériau peut récolter l’électricité de l’air. À une seule condition : que le matériau en question soit pourvu de trous d’un diamètre inférieur à 100 nanomètres. C’est moins d’un millième de la largeur d’un cheveu. Une question de distance qu’une molécule d’eau peut parcourir dans l’air avant de se heurter à une autre. Le libre parcours moyen, comme l’appellent les physiciens.

À partir de ces observations, les chercheurs ont donc conçu une sorte de récupérateur d’électricité dans l’air plutôt simple. Une fine couche d’un matériau quelconque percée de nanopores destinés à laisser passer les molécules d’eau de la partie supérieure vers la partie inférieure du matériau. Mais avec des pores aussi petits, les molécules d’eau se heurtent facilement aux bords. Ainsi, la partie supérieure de la fine couche se voit bombardée de beaucoup plus de molécules d’eau porteuses de charge que la partie inférieure. Résultat, un déséquilibre de charges se crée. Un peu comme dans un nuage d’orage. De l’électricité est générée. Et peut, cette fois, être récoltée facilement.

Le tout fonctionne tant qu’il y a de l’humidité dans l’air. Autrement dit, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, quelles que soient les conditions météorologiques. Dans des environnements très diversifiés, qui plus est. Des forêts tropicales aux régions plus arides.

Pour l’heure, les chercheurs n’ont produit que l’équivalent de quelques centaines de millivolts. C’est très peu. Mais c’est toujours mieux que ce qu’ont pu faire d’autres concepts du genre. Et les physiciens précisent déjà qu’il sera possible d’empiler les couches par milliers pour profiter pleinement du fait que l’air, naturellement, remplit tout l’espace, y compris vertical. Et fournir ainsi des puissances de l’ordre du kilowatt. Pour alimenter une maison ou un bâtiment de manière autonome. Le tout, c’est important de le souligner, sans pour autant consommer l’eau présente dans l’air.