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Augmenter la durée de vie des objets connectés jetables - Par : Hanen Hattab,

Augmenter la durée de vie des objets connectés jetables


Hanen Hattab
Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

Emballages alimentaires connectés

Achetée sur Istock.com. Droits d’auteur.

Le papier électronique, les circuits imprimés et l’électronique flexible impulsent depuis quelques années la création de nouveaux objets connectés jetables. Grâce à ces nouvelles technologies, n’importe quel objet peut être connecté et assurer de facto des fonctions de détection, de traçabilité et de communication. Les applications sont innombrables et promettent de révolutionner plusieurs domaines comme les services de poste, de transport et de logistique, le secteur des emballages industriels, etc. Par exemple, les emballages alimentaires connectés visent un meilleur contrôle de la qualité et ouvrent aux producteurs de nouvelles voies de stratégies marketing. Cette catégorie de produits électroniques fait face aux enjeux environnementaux au moins autant, voire plus, que leurs homologues. Selon un rapport de l’ONU, en 2016, le monde a produit 44,7 millions de tonnes de déchets électroniques. Un chiffre qui risque d’augmenter à cause de plusieurs facteurs comme l’obsolescence programmée. Les batteries et les piles font partie des composants qui menacent la nature en raison des produits chimiques nuisibles qu’ils libèrent (acide, plomb, lithium, mercure, etc.).

Une équipe de la Binghamton University de la State University of New York s’est penchée sur ce problème écologique. Les deux chercheurs, Maedeh Mohammadifar et Seokheun Choi du Bioelectronics & Microsystems Laboratory, ont conçu des piles qui respectent l’environnement et qui peuvent être utilisées dans l’alimentation des objets connectés jetables. L’article dans lequel ils présentent leur technologie s’intitule « A solid phase bacteria-powered biobattery for low-power, low-cost, internet of Disposable Things ». Il a été publié dans Science Direct, le 9 mai 2019. Grâce à cette technologie, ils ambitionnent aussi d’améliorer le rendement des objets connectés en allongeant leur durée de fonctionnement.

Du système fluidique à un circuit solide

Comme l’indique le titre de l’étude, les chercheurs ont créé une pile à bactéries, qui sert à alimenter les objets électroniques autonomes. Appelée aussi pile microbienne, la pile à bactéries génère l’électricité en utilisant l’énergie produite par les métabolismes des bactéries. Comment fonctionne-t-elle?

À l’instar de tous les êtres vivants, quand les bactéries se nourrissent et respirent, un transfert d’électrons a lieu entre des molécules. Les piles à bactéries profitent de ce mécanisme électrochimique biologique pour produire de l’énergie. Le principe consiste à fournir aux bactéries les nutriments et l’air nécessaires à leur survie. Le milieu bactérien se trouve au niveau de l’anode et l’oxygène se trouve au niveau de la cathode.

Lorsque les bactéries respirent, elles émettent du CO2, un proton (H+) et un électron (e-). Ce dernier se dirige de l’électrode vers la cathode. Le proton va vers la cathode en traversant la membrane échangeuse d’ions qui sépare l’anode et la cathode. Cette réaction produit de l’eau et de l’énergie électrique.

Alors qu’en moyenne la durée de fonctionnement d’une pile à bactéries standard est de 4 heures, la nouvelle pile solide a généré de l’énergie pendant plus de 96 heures.

Le chercheur Seokheun Choi travaille actuellement sur l’intégration d’une série de piles à bactéries avec un convertisseur cc-cc.

Hanen Hattab

Profil de l'auteur(e)

Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

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