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Rechargez vos téléphones mobiles avec votre urine

Michel Alberganti, mis à jour le 25.06.2015 à 15 h 25

Des chercheurs ont mis au point une pile à combustible microbienne fonctionnant avec différents déchets, dont l'urine humaine. Un robot écologique pourrait un jour utiliser cette énergie.

Installation de Vernon Ah Kee à la biennale de Sydney, en 2008. REUTERS/Tim Wimborne

L’urine, carburant du futur ? Pas sûr... Pour une voiture, la quantité produite, même par une famille, risque de ne pas être suffisante lors des grands départs en vacances. A moins de stocker à l’avance une production limitée d’un litre par jour et par personne environ. Mais pour d’autres recharges, les déchets du corps humain pourraient fournir une énergie insoupçonnable.

Les chercheurs du laboratoire de robotique de Bristol, créé par les universités de l’ouest de l’Angleterre et de Bristol, travaillent ainsi sur des EcoBots, des robots fonctionnant de façon autonome grâce à la collecte de déchets qu’ils convertissent en électricité.

Au cœur du système, se trouve une pile à combustible qui s’affranchit de l’habituel recours à l’hydrogène comme carburant. En effet, autant les EcoBots sont mécaniques, autant leur énergie est biologique. Elle provient de l’activité de bactéries se nourrissant de déchets organiques. Le principe n’est pas nouveau puisqu’il remonte au début du XXe siècle. Il se perfectionne depuis une vingtaine d’années en se passant du produit chimique qui servait, à leurs débuts, à transférer les électrons entre les bactéries à une anode.

Désormais, les piles à combustible microbiennes (PCM) peuvent exploiter certaines protéines électro-chimiquement actives, situées sur la membrane externe des bactéries, capables de transférer directement les électrons à l’anode. Ce principe est commercialement utilisé dans les installations de traitement des eaux usées afin d’accélérer la dégradation des polluants organiques.

A Bristol, les scientifiques du groupe de bioénergie intelligente ont choisi l’urine humaine et elle se révèle être un exceptionnel combustible pour leur PCM. Ils ont exposé l’état d’avancement de leur système dans la vidéo ci-dessous en juin 2013.

Même s’il faut une batterie de douze PCM, on ne peut qu’être étonné par le résultat obtenu. Directement à partir de l’urine dont se nourrissent les bactéries, les chercheurs récupèrent assez d’électricité pour recharger un téléphone mobile. Une solution précieuse si vous vous trouver en plein désert avec un téléphone satellite déchargé. Et une vessie pleine...

Désormais, les chercheurs travaillent sur l’intégration de telles PCM dans des robots dont elles assurent l’alimentation en électricité. Encore faut-il que les piles soient elles-mêmes rechargées avec l’urine qui doit les traverser pour qu’elles fonctionnent.

L’article publié le 8 novembre 2013 dans la revue Bioinspiration & Biomimetics concerne la fabrication d’une nouvelle de pompe destinée à servir de cœur aux EcoBots en remplacement des systèmes classiques sujets aux pannes mécaniques. Avec un volume interne de 24,5 ml, la pompe s’inspire du cœur humain. Pour cela, elle utilise des muscles artificiels réalisés à l’aide d’alliages à mémoire de forme qui se déforment sous l’effet d’une augmentation de chaleur et reprennent leur forme initiale lorsque la température revient à la normale.

Lors du passage d’un courant électrique, ces «muscles» se contractent et compriment la poche souple contenant l’urine. Le carburant atteint ainsi une pression suffisante pour passer du réservoir aux PCM de l’EcoBot. Il suffit de couper le courant pour que les muscles suppriment leur pression sur la membrane de la pompe et aspire, dans le même temps, une nouvelle dose d’urine. Un nouveau cycle peut alors commencer.

Un réseau de 24 PCM alimentées en urine peut générer assez d’électricité pour charger un condensateur. Ce dernier est ensuite utilisé pour déclencher un nouveau cycle du cœur artificiel. Le problème, bien entendu, réside dans le rendement global du système. Si les PCM ne produisent pas plus d’électricité que le nécessaire pour l’actionnement du cœur servant à les alimenter en urine, l’intérêt de l’ensemble est réduit... Les chercheurs devront donc démontrer que la nouvelle pompe consomme moins que ce que produisent les PCM.

C’est, bien entendu, ce qu’ils espèrent obtenir afin de réaliser des robots entièrement autonomes à partir du moment où ils disposent d’une réserve d’urine. De tels systèmes conduisent à imaginer des robots exploitant différentes sources, exactement comme le corps humain tire son énergie de la dégradation -faisant largement appel aux bactéries- de la nourriture que nous ingurgitons.      

Imaginons un robot écologique glanant toute sorte de déchets organiques pour les stocker et alimenter les bactéries de sa pile à combustible... Ou bien un robot domestique récupérant l’urine de ses propriétaires au lieu de se brancher sur une prise électrique... Bien avant ces visions de science-fiction, les premières toilettes équipées de stations de recharge pour téléphones mobiles pourraient faire fureur.

Michel Alberganti

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