C'est une avancée majeure qui se profile : un nouveau type de panneau solaire qui fonctionne avec les gouttes de pluie. En France, il est commun de dire que cela devrait convenir aux habitants de la Bretagne, une des régions de l'hexagone où il pleut le plus.
C'est un lieu commun en France et pour nombre de français : en Bretagne, il pleut. Bien que cela ne se vérifie pas tout le temps, les principales villes de la région Nord-Ouest de la France font régulièrement parties des endroits les plus arrosés de France.
Et tout le monde s'accorde à dire que s'il pleut, il n'y a pas de soleil. Quid de l'utilisation des panneaux solaires alors ?
Eh bien des scientifiques chinois sont actuellement sur le sujet et travaillent sur un nouveau type de panneau solaire qui fonctionnerait au soleil et par temps de pluie.
Bien que cette technologie soit encore à ses débuts et qu'une application commerciale soit encore éloignée, l’innovation promet d’avoir des répercussions majeures dans le domaine de l’énergie renouvelable.
En effet, cela signifie que l’alimentation électrique ne serait plus tributaire de la disponibilité directe des rayons solaires, offrant ainsi une solution aux interruptions de production énergétique.
Une innovation qui exploite à la fois la pluie et le soleil
L'énergie solaire a connu une adoption massive à travers le monde, devenant l'une des sources d'énergie les plus économiques. Cela est dû à une combinaison de progrès technologiques et à une baisse continue des coûts de production, qui ont chuté de 10 % au cours des dernières années. Cependant, même avec les meilleurs panneaux solaires, la production d’énergie s’arrête lorsque le soleil disparaît derrière les nuages ou se couche.
C’est dans ce contexte que le projet de l’Université de Soochow, en Chine, prend tout son sens. Cette initiative repose sur l’utilisation d’un phénomène physique, l’effet triboélectrique (la fameuse électricité statique), pour exploiter l'énergie des gouttes de pluie, un phénomène jusque-là inexploité dans les systèmes solaires traditionnels.
Le principe de l’effet triboélectrique : générer de l’énergie à partir de la pluie
L’effet triboélectrique se réfère à la production d’une charge électrique par le frottement de deux matériaux différents. Les ingénieurs de Soochow ont réussi à combiner cette approche avec une cellule solaire classique en développant un système hybride qui intègre un nanogénérateur triboélectrique, ou TENG (Triboelectric Nanogenerator). Ce dispositif tire parti du mouvement des gouttes de pluie sur la surface du panneau pour générer une électricité supplémentaire.
Le concept développé à Soochow consiste à placer deux fines couches de polymère transparent sur une cellule photovoltaïque inclinée. Lorsque les gouttes de pluie frappent la surface, elles génèrent une charge électrique statique, prolongeant ainsi la capacité du panneau à produire de l'énergie, même en l'absence de lumière solaire directe.
Une conception innovante aux nombreuses applications potentielles
Baoquan Sun, l’un des chercheurs à l’origine de cette innovation, a précisé que l'appareil développé est particulièrement léger. Selon lui, cette technologie pourrait trouver des applications dans des dispositifs mobiles et flexibles, tels que les vêtements intelligents ou encore les équipements électroniques portables.
« Grâce à notre conception unique, nous obtenons un appareil léger. À l’avenir, nous envisageons de l’intégrer dans des appareils mobiles et flexibles, tels que des vêtements électroniques. Cependant, l’efficacité de la puissance de sortie doit encore être améliorée avant de pouvoir l’appliquer dans la pratique. » Baoquan Sun
Cependant, Sun admet que des améliorations sont encore nécessaires, notamment en ce qui concerne l’efficacité de la production d’énergie, avant que cette technologie puisse être utilisée à grande échelle.
Néanmoins, Sun se montre optimiste quant à l’avenir de ce projet. Il estime qu’un prototype commercial pourrait voir le jour d’ici trois à cinq ans, grâce à l’évolution rapide des technologies dans le domaine de l’énergie renouvelable.
Les avis partagés des experts du secteur solaire
Si cette nouvelle technologie suscite beaucoup d'intérêt, elle fait également l'objet de débats au sein de la communauté scientifique. Varun Sivaram, expert en énergie solaire au Conseil des relations étrangères aux États-Unis et auteur d'un livre de référence sur l'énergie solaire, considère l'idée d’un dispositif hybride récupérant l'énergie cinétique des gouttes de pluie comme un concept prometteur. Il salue en particulier l'ingéniosité technique du projet, soulignant :
« Il y a beaucoup d'innovations fascinantes dans cette approche, notamment l'utilisation d'une seule couche à double fonction, qui sert à la fois de composant du TENG et de piège à lumière pour la cellule solaire. »
Toutefois, Sivaram souligne que la quantité d’énergie actuellement générée par la pluie est insuffisante pour avoir un impact significatif sur la production globale. Selon lui, il est encore incertain que cette technologie puisse véritablement révolutionner le secteur de l’énergie solaire à court terme.
Le professeur Keith Barnham, de l’Imperial College de Londres, partage un avis similaire. Tout en reconnaissant que le système chinois est plus compact et potentiellement plus efficace, il estime que l’énergie triboélectrique n’est pas nécessairement la solution la plus adaptée :
« L’énergie éolienne est de loin la source la plus efficace et complémentaire au photovoltaïque – et elle fonctionne également très bien sous la pluie. »
Vers des applications concrètes des nanogénérateurs triboélectriques (TENG)
Bien que les TENG ne suscitent pas encore l’enthousiasme des experts du solaire en raison de leur faible rendement, ils offrent des perspectives intéressantes dans d’autres domaines. Ces dispositifs, qui génèrent de l’électricité à partir du frottement de deux matériaux, pourraient être utilisés dans des environnements où de petites quantités d’énergie suffisent.
Par exemple, ils pourraient être intégrés aux écrans tactiles, où le simple mouvement des doigts sur l’écran pourrait charger la batterie. De plus, les vibrations produites par les voitures sur les routes ou les pas des piétons pourraient également être converties en énergie électrique. Ainsi, bien que la technologie soit encore en développement, elle ouvre la voie à de nombreuses applications pratiques qui pourraient transformer des secteurs variés.
Une technologie prometteuse, mais encore en devenir
Si l’innovation développée à l’Université de Soochow est indéniablement prometteuse, elle doit encore surmonter plusieurs défis avant de s'imposer comme une solution viable dans le domaine de l’énergie renouvelable. La production d’électricité à partir des gouttes de pluie, bien que séduisante, nécessite encore d’importants progrès en matière d’efficacité.
Cependant, comme pour de nombreuses innovations scientifiques, il est possible que cette technologie prenne une direction imprévue et se révèle sous une forme plus pratique dans les années à venir. Quoi qu'il en soit, l’idée de panneaux solaires fonctionnant même par mauvais temps ouvre de nouvelles perspectives passionnantes pour l’avenir de l’énergie propre.
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