Une éolienne dans l’espace pour produire de l’énergie grâce à l’ouragan de matière noire ?

Vue d'artiste de l'éolienne spatiale.

[⚠️ Ceci est notre poisson d’avril 2024]

Les énergies renouvelables utilisent notre environnement pour produire de l’énergie. Au sein de cet environnement, il y a le soleil, dont nous pouvons utiliser la lumière par des panneaux photovoltaïques. Nous pouvons également utiliser le vent pour produire de l’électricité grâce à des éoliennes, ou les courants marins grâce à des hydroliennes. Mais il est une autre source d’énergie renouvelable, la matière noire, qu’une startup veut dompter en construisant dans l’espace une surprenante éolienne.

Il y a quelques années, les découvertes de la mission Gaïa avaient défrayé la chronique. Dans un article scientifique déposé sur Arxiv, un groupe de chercheurs espagnols et anglais avaient en effet annoncé la détection d’un puissant vent de matière noire qui traverse notre système solaire. Baptisé « S1 », ce vent proviendrait d’une galaxie naine absorbée il y a quelques milliards d’années par notre galaxie, la Voie lactée. Et ce vent circulerait vite, très vite, si bien que les chercheurs n’ont pas hésité à qualifier ce flux de « Dark Matter Hurricane » (soit « ouragan de matière noire »).

Aujourd’hui, c’est avéré. Le professeur Underwater et son équipe viennent de confirmer la détection d’un nouveau vent de matière noire, en provenance de η Piscium (lire « etha Pichium »), l’étoile la plus brillante de la constellation des Poissons. Et ce courant est lui aussi très rapide, il se déplacerait à près de 500 km/s, c’est-à-dire environ 1 500 fois plus vite qu’un avion de ligne. Une vitesse colossale, quand on songe au fait que l’engin le plus rapide envoyé par l’Humanité est la sonde Parker, qui le 29 avril 2021 a plongé vers notre Soleil à une vitesse de près de 140 km/s.

La matière noire, inconnue, mais indispensable à notre compréhension de l’univers

Rappelons ce qu’est la matière noire. Indispensable pour expliquer la forme et la dynamique des galaxies ainsi que l’évolution de l’univers, la « matière noire », ou « matière sombre », est utilisée notamment dans le modèle dit « Lambda-CDM ». Ce modèle est aujourd’hui le modèle privilégié par de nombreux astrophysiciens pour expliquer notre cosmos. La matière noire aurait pour propriété de ne pas interagir, ou très peu, avec la matière ordinaire (dite « matière baryonique ») ainsi qu’avec la lumière. Cette propriété explique le fait qu’elle soit si difficile à observer dans les profondeurs de l’espace.

La matière noire aurait différentes formes, et l’une d’entre elles se présenterait sous la forme de particules dites WIMP, pour « Weakly Interacting Massive Particles » que l’on peut traduire par « particules massives interagissant faiblement ». Ces particules seraient de différentes natures, très exotiques, et leurs noms ne le sont pas moins : Barino, Truitino et, après le Quark Top et le Quark Bottom et autre Quark Charm et Quark Strange, une autre saveur de Quark : le Quark Saumoné. « Celui-ci, c’est mon préféré », nous confie le Professeur Underwater.

Ces particules de matière noire s’organisent sous la forme d’un halo autour des galaxies, et notamment la Voie lactée. Petites, mais nombreuses et puissantes, elles donnent à notre galaxie sa forme, et déterminent le mouvement des étoiles. Une force capable de sculpter les galaxies et de moduler le mouvement des étoiles, ce ne peut pas être négligé. Serait-il possible d’utiliser cette force pour résoudre nos problèmes environnementaux et d’approvisionnement en énergie ? C’est ce que pense le fondateur de la SCEP (Space Company for Energy Phishing), qui envisage de s’en servir pour produire de l’énergie.

Comment produire de l’énergie avec de la matière noire ?

Nous l’avons dit, la matière noire s’organise en halo autour des galaxies, comme un vaste océan dans lequel nous serions plongés. Mais elle s’organise également selon des structures plus complexes, particulièrement sous la forme de courants, comme les courants marins, ou de « vent », de matière noire plus dense, comme justement le courant S1 que nous avons évoqué en introduction. Ce vent serait-il exploitable pour produire de l’énergie ?

Principale difficulté, la matière noire interagit faiblement avec la matière plus ordinaire, notamment du fait de sa très faible densité : les chercheurs indiquent que la densité moyenne de matière noire serait 0,5 GeV/cm3 (lire giga-electron-volt par centimètre-cube), soit moins du dix-millième de milliardième de milliardième de la densité de l’air. En revanche, le vent de matière de noire se déplace beaucoup plus vite, et nous savons que la puissance d’une éolienne augmente avec la vitesse du vent élevée au cube.

Illustrons par un calcul. Les éoliennes du parc off-shore de Saint-Brieuc ont un rotor de 167 m de diamètre. Avec un vent de 10 m/s, elles peuvent délivrer une puissance de l’ordre de 8 MW. Pour une éolienne à matière noire de même puissance, avec un vent de matière noire à 500 km/s, il faudrait un rotor de 350 km de diamètre, soit un dixième du diamètre de la Lune.

Cela ne fait pas peur à la startup, qui, pour son éolienne April Wind, envisage des pales extrêmement fines en nanotubes de carbone. Ou son hydrolienne. « Nous avons beaucoup débattu pour savoir comment l’appeler. Nous nous sommes dits qu’une hydrolienne dans l’espace, ça ne ferait pas crédible. Nous avons donc opté pour le terme éolienne », nous dit Lawrence Achab, le fondateur de la startup. « Ce que nous craignons le plus, c’est un très gros corps de matière noire qui se déplacerait silencieusement au fin fond de l’espace. Les chercheurs l’ont baptisé les Dents de la mer Noire, je dois avouer que c’est un peu effrayant. » Nous le croyons sans peine.

[⚠️ Ceci est notre poisson d’avril 2024]