Les inventions d’hier seront les nouvelles technologies de demain

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Elles ont connu la gloire et l’oubli, ou n’ont pas trouvé leur utilité à l’époque de leur invention. Aujourd’hui ces inventions reviennent au goût du jour et prouvent que le passé est source d’avenir.

Pourquoi aller chercher dans le passé l’inspiration des nouvelles technologies ? Parce qu’elles sont belles et bien déjà créées! Aujourd’hui encore, certaines font encore parties de musée, pour leur efficacité ou leur utilité dans la société de l’époque. Considérées comme dépassées par des technologies qui ont vu le jour parallèlement à leur création, ces inventions remises sur pied avec les réalités matériels et technologiques d’aujourd’hui verraient très bien dépasser les limites de nos technologies modernes : elles sont déjà inventées, ne coûtent rien et sont pour la plupart à énergie renouvelable! De quoi supplanter les technologies d’aujourd’hui…. Alors, profitez de cet article pour apprendre un peu plus sur les technologies du passée qui pourraient (ou sont) être utilisées aujourd’hui!

La batterie Nickel-fer d’Edison

© Lemon Battery Science Fair Project

© Lemon Battery Science Fair Project

Dans les années 1970, la batterie d’Edison, réalisée à partir de nickel et de fer était considérée trop lente, à l’heure où l’ont cherchait à stocker et produire du courant en grande quantité, alors que ces batteries battaient tous les tests de quantité de stockage d’électricité et de robustesse dans le temps : elles se déchargaient moins vite que les batteries lithium-ion et sont durables dans le temps. Créées dans les années 1900, ces batteries ont alimenté les premières voitures électriques (ET OUI!) mais depuis l’invention des batteries lithium-ion qui offrent de meilleures performances concernant le flux d’électricité, elles ont été abandonnées.

Aujourd’hui les batteries de nickel-fer sont sur le point de faire leur grand retour car une équipe de l’université de Stanford vient de faire une découverte qui risque de réhabiliter monsieur Edison : en modifiant la structure du nickel, les batteries deviendraient performantes. En faisant croître des nanocristaux d’oxyde de fer sur du graphène et de l’hydroxyde de nickel sur des nanotubes de carbone, ils ont obtenus une batterie mettant 2 minutes à se charger, 30 secondes à se décharger. Associées aux batteries lithium-ion, elles pourraient apporter un surplus d’énergie dans les phases d’accélération rapide des voitures électriques tout en maintenant un certain niveau d’énergie au long terme.

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Le MASER

© National Physical Laboratory

© National Physical Laboratory

Le MASER, de l’acronyme « Microwave amplification by stimulated emission of radiation » était une technologie des années 1950 capable d’émettre un faisceau de micro-ondes très fin. Cette technologie inventée dans l’espoir d’être utilisée dans le transfert d’information très poussé (comme dans l’imagerie médicale ou encore dans l’astronomie pour les télescopes) a été abandonnée dès l’invention du laser puisque son utilisation nécessitait d’atteindre une température proche du zéro absolu, soit -250°C. Les chercheurs qui ont inventé le procédé travaillaient alors sur l’horloge atomique et le Maser sera utilisé dans ce domaine pour les calibrer.

Aujourd’hui, le Maser revient au devant de la scène grâce à la mise au point d’un dispositif permettant au Maser de fonctionner à température ambiante (20°C), par l’équipe de Mark Oxborrow, chercheur au National Physical Laboratory (Angleterre). C’est notamment grâce à l’utilisation d’un crystal de p-terphényle couplé au fameux laser. De quoi redonner une nouvelle vie à cette invention dans les domaines sus-cités.

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Le tube à vide

Wikipedia

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Le tube à vide a été créé au tout début des années 1900 et durant des décennies, il équipa les radios, les télévisions, et donna naissances aux ancêtres des ordinateurs. Le tube à vide a été le seul moyen d’amplifier et moduler un courant électrique grâce à un fil de métal chauffé envoyant un flot d’électron dans ce qui ressemble une ampoule. Puis naîtront les transistors, fabriqués en matériaux semi-conducteurs et capables de moduler un courant électrique. Bien que le tube à vide offre une puissance et une rapidité supérieure au transistor, ce premier fût très vite distancé à cause de son incapacité à se miniaturiser.

Aujourd’hui, l’utilisation du tube à vide a été relayée à des utilisations secondaires, comme l’amplification de l’électricité des fours à micro-ondes, tandis que le transistor permettait la naissance de l’informatique moderne. Mais cela est sur le point de changer : un chercheur de la NASA (Meyya Meyyappan) a fabriqué un tube à vide d’une centaine de nanomètre, grâce aux méthodes de gravure mises au point pour la fabrication des transistors. Ce dernier est dix fois plus rapide et puissant que les transistors d’aujourd’hui et pourrait accélérer par 10 la puissance de calcul de nos ordinateurs.

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L’ordinateur analogique

comgraph.hear.fr

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Restons dans le domaine des ordinateurs et intéressons nous aux ordinateurs analogiques, l’ancêtre des ordinateurs numériques. Leur principe résidait dans l’analyse et le traitement de l’information de manière continue et non en la découpant en tranche comme actuellement (le système binaire par exemple). Ce dernier à été encouragé par l’invention des transistors et quelques résultats théoriques favorables. En 2005, une équipe de chercheurs a montré qu’un ordinateur analogique traitait plus rapidement les informations que les ordinateurs numériques, et promettent que l’analogie pourrait à terme calculer mieux et plus vite. Car ce mode de calcul, plus naturel, pourrait plus facilement établir des relations entre les mathématiques et des phénomènes physiques.

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Le courant continu

© REUTERS/Ali Jarekji

© REUTERS/Ali Jarekji

Edison n’était pas à son premier coup d’essai puisque dans les années 1880, il oppose son courant continu (un flux d’électrons unidirectionnel) au courant alternatif (un flux d’électron changeant de sens plusieurs fois par seconde). Le second primera sur le premier grâce à l’invention du transformateur, permettant la transformation du courant haute tension des lignes électriques au courant à basse tension dans les foyers. De plus le courant continu ne pouvait traverser de grandes distances, ce qui impliquait la construction d’énormes centrales électriques dans les villes pour le distribuer. Comme toutes les inventions, le courant continu fut cantonné à des utilisations locales au profit du courant alternatif beaucoup moins dangereux d’utilisation.

Cependant depuis l’invention de l’électronique, les inconvénients apportés par le courant continu semblent lointains. D’autant plus que l’utilisation du courant alternatif présente de réels inconvénients, comme le transport de l’électricité à des régions très éloignées, le courant alternatif ne supportant pas le transport dans de tels câbles, comme l’approvisionnement de bases sous-marines ou l’apport d’électricité d’une centrale hydraulique à une ville très éloignée. C’est le courant continu qui est utilisé pour acheminer le courant sur des lignes hautes tensions longues de 700 km ! L’Allemagne envisagerait même l’utilisation du courant continu dans le rapatriement de l’électricité d’un futur parc éolien en pleine mer, visant à limiter la perte de courant sur la longueur.

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Le moteur Stirling

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Moteur Stirling – Modèle réduit – Wikipedia

Sans rejets, puissance, efficace, robuste et silencieux : voilà les avantages du moteur de Stirling inventé en 1816 mais largement détrôné au profit de l’utilisation du moteur à explosion. Avec une savante utilisation de compression/détente d’air généré par une source de chaleur externe (pétrole, gaz, rayons solaires), ce type de combustion offre une plus grande pureté thermodynamique. Mais au moment venu d’équiper les voitures, ce moteur est délaissé au profit du moteur à explosion, car trop volumineux et inadapté aux variations de régime, selon Pascal Stouffs du laboratoire de thermique, énergétique et procédés de l’université de Pau.

Le moteur Stirling de type béta est un moteur fonctionnement avec un seul piston - Wikipedia

Le moteur Stirling de type béta est un moteur fonctionnement avec un seul piston – Wikipedia

Après un long passage en musée, ce moteur est maintenant commercialisé par des grandes entreprises (EDF, Schneider, etc) : aujourd’hui, « les conditions de son utilisations sont maintenant réunies » et le moteur de Stirling convient tout à fait aux moteurs qui nécessitent un mode de fonctionnement régulier, comme les voitures hybrides. Comme l’indique Stouffs, le moteur Stirling est capable de valoriser toutes les sources de chaleur, comme les biogaz, la biomasse, les déchets et bien sûr l’énergie solaire ». Et qui plus est, c’est un moteur silencieux.

D'autres types de moteurs Stirling ont été inventés, ici le moteur alpha fonctionnant avec 2 pistons et une circulations de fluides

D’autres types de moteurs Stirling ont été inventés, ici le moteur alpha fonctionnant avec 2 pistons et une circulations de fluides

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