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Le lauréat du prix Nobel, Hiroshi Amano, et son équipe exploitent la technologie du nitrure de gallium pour tenter de transmettre de l’énergie sans fil à distance

Le professeur de génie Hiroshi Amano détient un semi-conducteur de puissance (à gauche) et une plaquette de nitrure de gallium cristallisé à l’Université de Nagoya. Son équipe travaille au développement d’un système d’alimentation électrique sans fil utilisant la technologie du nitrure de gallium cristallisé. | CHUNICHI SHIMBUN

Hiroshi Amano, un professeur de l’Université de Nagoya qui a reçu le prix Nobel de physique en 2014, développe avec d’autres chercheurs un système d’alimentation à distance qui envoie de l’énergie vers des endroits éloignés en utilisant des ondes électromagnétiques.

Si elle est mise en pratique, la recherche pourrait grandement bénéficier à toute la société, par exemple en rechargeant des véhicules électriques (EV) pendant qu’ils fonctionnent ou en envoyant de l’énergie solaire produite dans l’espace vers la Terre.

« Notre premier objectif est de créer un système sans fil pour fournir de l’électricité aux drones dans les trois ans », a déclaré Amano.

Actuellement, les fils et câbles doivent être connectés à un appareil électrique pour fournir de l’énergie afin qu’il puisse fonctionner en continu. Une certaine technologie de transmission d’énergie sans fil est déjà disponible, mais elle est inefficace et limitée aux produits pouvant fonctionner à faible puissance tels que les téléphones mobiles.

L’équipe de recherche vise à développer un système capable de convertir l’électricité en ondes électromagnétiques à haute fréquence qui sont ensuite envoyées à la destination cible, comme une lumière laser provenant d’une antenne, et reconverties en électricité via une antenne réceptrice.

Théoriquement, il est possible d’envoyer efficacement une grande quantité d’électricité à un endroit éloigné, mais il est difficile de mettre l’idée en pratique avec la technologie actuelle, car beaucoup d’énergie est perdue dans le processus.

Amano, 57 ans, et son équipe ont utilisé la technologie de cristallisation du nitrure de gallium (GaN) – qui a été la clé du développement des diodes électroluminescentes bleues (LED) qui ont valu à Amano son prix Nobel – devenant le premier au monde à améliorer performance des semi-conducteurs de puissance utilisés pour réguler la tension et le courant électrique. Ils croient que cela contribuera à résoudre des problèmes tels que la perte de puissance.

L’équipe a commencé en développant un système pour les drones. Avec la coopération des fabricants d’électronique japonais et des développeurs de drones, ils construisent actuellement un système avec un circuit électrique et une antenne intégrée.

Le premier objectif est de construire dans les trois prochaines années un système capable de transférer de l’énergie sans fil sur une courte distance – de quelques dizaines de centimètres – en trois minutes.

Après cela, ils espèrent le développer davantage afin que le système puisse charger un drone capable de voler à environ 100 mètres de hauteur.

« Les alimentations électriques à distance révolutionneront la façon dont les biens et les personnes sont transportés. Ils peuvent enrichir nos vies « , a déclaré Amano.

Puisque les drones peuvent traverser des zones sans tenir compte des caractéristiques géographiques, ils ont attiré l’attention comme un outil utile dans les missions de secours en cas de catastrophe et comme une alternative de prochaine génération pour la distribution de marchandises.

Cependant, ils ne peuvent voler que pendant une courte période et doivent être rechargés fréquemment. Un drone standard transportant un objet pesant 20 kg ne peut voler que 30 minutes environ.

Si les drones peuvent être rechargés en volant à l’aide d’un système d’alimentation à distance, leur temps de vol deviendra virtuellement illimité.

Les fabricants du monde entier sont également en concurrence pour améliorer la performance des véhicules électriques, où la nouvelle technologie pourrait à nouveau offrir des avantages.

L’une des faiblesses des véhicules électriques est la longue période de temps nécessaire à leur recharge. Cependant, si des systèmes d’alimentation électrique à distance sont installés sur la route ou des intersections, les véhicules pourraient se recharger en cours de route, de sorte que les conducteurs n’auraient pas à s’arrêter dans les stations de recharge.

La concurrence autour du monde pour développer la technologie de transmission d’énergie sans fil devient de plus en plus féroce.

La méthode la plus connue est la méthode de couplage magnétique, écrite dans un article publié par le Massachusetts Institute of Technology en 2007, mais cette méthode ne couvre essentiellement que les courtes distances.

Le système qu’Amano et son équipe visent à construire permettra de fournir de l’énergie en envoyant des ondes électromagnétiques dans les îles éloignées et dans d’autres endroits, et de transmettre efficacement l’électricité de l’énergie éolienne offshore aux villes.

À l’avenir, il sera peut-être même possible de construire une centrale solaire spatiale dans le cadre de laquelle l’électricité produite dans les panneaux solaires flottant dans l’espace sera envoyée sur Terre.

Le développement de la LED bleue a été une révolution dans la technologie d’éclairage, suite à l’invention des ampoules à incandescence et des lampes fluorescentes.

« Je crois que (le système d’alimentation à distance) deviendra la technologie qui peut apporter une plus grande contribution que la LED bleue au bien-être des gens dans le monde entier », a déclaré Amano.

Cette section, paraissant les mardis, présente des sujets et des sujets de la région de Chubu couverte par le Chunichi Shimbun. L’article original a été publié le 4 janvier.

Traduction : MIRASTNEWS

Source : Japan Times

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