Une montre connectée qui reste chargée en permanence ? C’est possible avec cette invention plus fine qu’un cheveu

Va-t-on bientôt pouvoir utiliser sa montre ou son bracelet connecté sans jamais avoir à recharger l'appareil ? Cette trouvaille nous fait prendre le chemin d'un futur sans chargeur.

On peut faire énormément de choses avec une montre ou un bracelet connecté. Enregistrer ses performances lors d'une séance de sport, consulter ses messages, répondre au téléphone… Des fonctionnalités pratiques, mais qui passent par l'obligation de brancher l'appareil très régulièrement pour le recharger. Le rituel peut vite devenir quotidien selon l'utilisation que l'on fait de l'accessoire. L'idéal serait de trouver un moyen qu'il produise de l'énergie en même temps qu'il en consomme.

En partant de ce principe, il n'y a pas énormément d'option au niveau des sources : la chaleur est le choix le plus logique. D'autant que nous en générons pas mal nous-même, ce qui pousse à imaginer des batteries fonctionnant grâce à nos propres émanations. Mais personne ne veut se promener avec un générateur thermique, aussi petit soit-il, en plus de sa montre intelligente. La solution existe déjà : les films thermoélectriques flexibles, ou F-TED de leur petit nom.

Ce film souple plus fin qu'un cheveu pourrait recharger une montre en continue

Les F-TED ne sont pas nouveaux. Le problème, c'est que les actuels ne sont ni assez flexibles, ni assez efficaces pour charger un accessoire connecté comme un bracelet. L'équipe du professeur Zhi-Gang Chen de l'Université de technologie du Queensland en Australie a résolu ces deux problèmes avec un film thermoélectrique d'un nouveau genre.

Lucide, il précise d'emblée ses possibilités : “L'énergie générée par le [F-TED] que nous avons créé ne suffirait pas à charger un smartphone mais devrait suffire à faire fonctionner une montre intelligente“. On peut donc imaginer un bracelet d'Apple ou Pixel Watch qui garde cette dernière chargée en permanence, même si “cela nécessiterait un peu d'ingénierie industrielle et d'optimisation” au préalable.

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En 2021, un prototype de bracelet similaire est testé. Il permet de produire 35 microwatts d'énergie par cm² simplement en le portant au poignet. Le film dont il est question ici est 34 fois plus performant à température ambiante. “De ce que l'on sait, nous détenons un record dans ce domaine“. Qu'est-ce qui a donc changé en 3 ans ?

Une fabrication simple pensée pour une production industrielle

Le F-TED de Chen et son équipe est fait à base de tellurure de bismuth, un semi-conducteur connu et facile à utiliser. “Nous voulions opter pour la méthode la plus rentable, afin que chaque étape ne nécessite pas trop de temps ou d'énergie“, justifie le scientifique. Le matériau est fabriqué en utilisant la sérigraphie, qui sert par exemple à produire des circuits imprimés.

À la fin du processus, on obtient un film thermoélectrique flexible épais d'à peine 1 micron. Pour vous faire une idée, dites-vous qu'un cheveu a un diamètre compris entre 50 et 70 microns en moyenne.

Une feuille A4 découpée dans ce film peut produire 1,2 milliwatt par cm², sachant que ce chiffre serait atteint avec une température extérieure d'environ 16° Celsius. Suffisant pour recharger un smartwatch ou un bracelet du même genre.

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Contrairement aux F-TED existants, celui-ci intègre des nanotiges de tellure. Grâce à elles, le matériau est plus dense et plus résistant. Résultat : tordu un millier de fois, il perd seulement 2 % de son efficacité énergétique. Les chercheurs souhaitent qu'il puisse subir 10 000 voire 1 million de torsions avant d'être impacté.

Déjà impressionnant, le film présente un dernier avantage. Il est facile à refroidir avec un très léger courant électrique. À terme, on peut donc envisager de l'intégrer à des puces en silicium comme les processeurs de smartphones. Ce n'est cependant pas une mince affaire. Cela impliquerait de ré-imaginer leur conception et les chaînes de production, ce qui “[…] nécessiterait que des scientifiques et des ingénieurs de plusieurs disciplines travaillent ensemble pour y parvenir“. Pas impossible, mais il faudra du temps.

Source : Ars Technica