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Prototype d'accumulateur à l'eau de mer
Ce prototype d'accumulateur fonctionne depuis quatre mois sans interruption
et a maintenu allumée cette lampe à LEDs pendant tout ce temps.
Branché sur le circuit, le voltmètre affiche la valeur de 3,9 volts.

C'est l'idée de trois chercheurs de l'Université Nord Antsiranana qui ont réalisé une batterie qui fonctionne selon ce principe depuis plus de 4 mois sans interruption pour un coût dérisoire : une solution au problème de l'énergie ?

En ces temps de pénuries d'électricité chroniques, au plan local, et de crise mondiale, avec en arrière plan la question de l'épuisement prochain des ressources disponibles, trois chercheurs de l'Université Nord d'Antsiranana, le Pr Mamiharijaona Ramaroson, le Pr Jean Marie Razafimahenina, et le Professeur Andrianirina Charles Bernard, ont trouvé une solution originale et économique pour produire de l'énergie : récupérer celle de l'action de la corrosion naturelle des métaux dans l'eau de mer.

Des mois de recherches, d'essais et de tâtonnement ont été nécessaires, mais les résultats sont là : depuis plus de quatre mois, le prototype d'accumulateur à oxydoréduction par eau de mer fonctionne et il a maintenu allumée une petite lampe torche à LEDs jour et nuit pendant tout ce temps, avec une perte de puissance de seulement moins de 10%. Seul entretien : compléter le niveau d'eau de mer une fois tous les deux mois environ...

Principe

L'idée de départ est que la dégradation des métaux quand ils sont plongés dans l'eau de mer, communément appelée « rouille » - « oxydoréduction » pour les scientifiques - est une réaction chimique qui induit un déséquilibre électronique, c'est à dire qu'il crée un courant électrique.
Ce phénomène est bien connu, notamment par les marins, qui doivent coller aux coques en acier de leurs navires des pièces de métal dites « sacrificielles » qui se dégradent en premier sous l'action de ce phénomène et évitent que ce soit la coque qui ne s'abîme.
Et si on savait jusque là s'en prémunir, personne n'avait jusque là imaginé de solution simple pour tirer parti de cette réaction. Des chercheurs américains travaillent actuellement sur une idée assez proche mais basée sur du lithium, un métal rare, cher, nocif, et qui se dissout rapidement. De plus, leur accumulateur doit être immergé dans l'eau de mer à une certaine profondeur, ce qui entraine des coûts logistiques importants.
Le prototype réalisé par le Pr Mamiharijaona Ramaroson et le Pr Jean Marie Razafimahenina a les caractéristiques suivantes : tension à circuit ouvert : Uco = 3 volts, intensité du courant de court circuit  : Icc=1 ampère. Cette cellule a produit de l'électricité sans interruption pendant quatre mois, 24 heures sur 24. La lampe alimentée par ce courant reste illuminée avec la même intensité lumineuse. La cellule, d'une durée de vie estimée de 50 ans, utilise 250 ml d'eau de mer. Selon ces professeurs, l'installation ne présente aucun danger ni de risque pour l'environnement, car les produits de la réaction chimique des éléments constitutifs de la cellule ne sont pas nocifs.

Le Professeur RAMAROSON Mamiharijaona le Professeur RAZAFIMAHENINA Jean Marie Le Professeur RAMAROSON Mamiharijaona (à gauche), Dr. HDR en Métallurgie, professeur à l'Ecole Supérieure Polytechnique d'Antsiranana et
le Professeur RAZAFIMAHENINA Jean Marie (à droite), du Laboratoire d'Electronique Industriel ESPA/UNA de l'Université Nord d'Antsiranana
  
Applications

Si le courant produit a une valeur très faible, il est tout à fait envisageable d'additionner des éléments pour obtenir la puissance nécessaire à des applications domestiques. De plus, de grands progrès sont réalisés actuellement dans toutes les applications utilisant du courant de faible intensité pour répondre notamment à la demande croissante de matériels compatibles avec l'utilisation de l'énergie solaire, qui elle aussi ne produit que des courants très faibles et pour laquelle toute une gamme d'appareils en 12v ont été développés. Le Professeur Ramaroson Mamiharijaona travaille actuellement sur l'élaboration d'un nouveau prototype dont les éléments seront façonnés cette fois en plaques, de façon à maximiser les surfaces de contact tout en restreignant le volume nécessaire (voir schéma de principe). Cet accumulateur devait pouvoir alimenter pendant plusieurs mois (années ?) une petite installation domestique de brousse comprennant par exemple quelques lampes à LEDs, une petite radio, et un chargeur de téléphone mobile.
Un des principaux avantages du système est son faible prix de revient : Madagascar est un des premiers producteurs mondiaux de graphite, qui est utilisé pour la cathode, et son coût est très bas (700€/tonne). La filière locale aurait cependant à ête développée.

Schéma d'un prototype de batterie basé sur le principe de l'oxydo-réduction par eau de mer
Développement

Les Professeurs Ramaroson, Razafimahenina et Andrianirina sont en cours de dépôt de brevet pour leur invention. Cette procédure, longue et difficile, qui nécessite de nombreuses vérifications auxquelles ont participé des étudiants de l'ESPA. Le Professeur Rakotomaria Etienne, chimiste à Antanarivo apporte une aide précieuse dans les démarches relatives au dépôt du brevet.
Cette étape est un préalable incontournable à la mise en exploitation du procédé. Mais une fois qu'il sera enregistré, de nombreuses perspectives s'ouvrent aux chercheurs : l'appui à la création d'entreprises par des jeunes diplômés pour produire les accumulateurs notamment.
Fiers de leur réussite, ces chercheurs souhaitent que leur démarche fasse école. Mais pour que cela soit rendu possible, il est necessaire que l'Etat Malagasy s'implique en finançant des programmes de recherche applicatifs, tels qu'un système d'électrification à l'intention des communautés rurales, ou pour des micro entreprises.
C'est surtout un signe extrêment positif que donnent ces enseignants chercheurs en démontrant qu'il est possible aux universitaires, malgré toutes les difficultés que rencontre cette profession en cette période de crise, de continuer à effectuer des recherches et obtenir, parfois, des résultats d'une portée universelle.

Le Laboratoire d'Electronique Industriel ESPA/UNA de l'Université Nord d'Antsiranana
Le Laboratoire d'Electronique Industriel ESPA/UNA de l'Université Nord d'Antsiranana

Commentaires   

# Jacques Ghémard 19-08-2012 08:09
Cette batterie ne permet pas de produire de l'énergie, elle permet de récupérer une partie de l'énergie qui a été utilisée pour transformer le minerai de fer en fer.

Elle peut donc, peut être, avoir des applications intéressantes, mais en aucun cas elle n'est un remède à l'épuisement prochain des ressources disponibles.
+1 # Lazare 23-08-2012 16:31
@J. Ghémard
Même si vous aviez raison, pensez à la valorisation de la ferraille... énorme potentiel...
# spin2 12-09-2012 16:07
des nouvelles du dépot de brevet ? parce qu'un produit qui fonctionne sur le même concept vient d'apparaitre sur le marché :
http://www.gizmag.com/saltwater-lantern/24018/
# eugene-canoville 26-09-2012 00:52
Citation en provenance du commentaire précédent de spin2 :
des nouvelles du dépot de brevet ? parce qu'un produit qui fonctionne sur le même concept vient d'apparaitre sur le marché :
http://www.gizmag.com/saltwater-lantern/24018/



Elle fonctionne avec une anode en magnésium... Je ne sais pas si ça change quelque chose pour le dépôt de ce brevet.
+1 # Didier 29-09-2012 14:09
si l'anode proposée est le fer, est-ce que vous avez une estimation de la masse et la dimension de votre "pile" pour produire un courant alternatif de tension efficace de 220 à 230 volts? quels types de déchets (recyclables ou non) seront produits?
# spin2 07-10-2012 18:00
Citation en provenance du commentaire précédent de eugene-canoville :

Elle fonctionne avec une anode en magnésium... Je ne sais pas si ça change quelque chose pour le dépôt de ce brevet.


Le principe est quand même très proche. En plus selon le schéma la haut, c'est cathode en graphites, donc à base de carbone et anodes en matière oxydable... ça peut inclure aussi bien le fer ou le magnésium, le cuivre etc.
Si les auteurs peuvent prouver la primeur de leur concept, ils pourront évidemment récupérer le brevet à leur nom.
Dans un contexte de début de pénurie mondiale en métaux par contre, je vois mal le succès économique pour produire de l’électricité à haute tension avec ce système : le prix du métal nécessaire coutera plus que le gain en électricité.

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