Moteurs à impulsion
Pulse motors

Réaliser un moteur (= provoquer un mouvement) avec une bobine et un aimant est relativement simple : l'aimant génère un champ magnétique permanent, et il suffit d'un courant électrique pour induire une force de Laplace dans le conducteur.

L'utilisation de la force de Laplace est fondamentale dans tout moteur électrique. Beaucoup d'inventions ont permis d'améliorer les moteurs électriques sur divers points, en particulier leur rendement, pour utiliser au mieux l'énergie électrique.

Ici, nous allons nous intéresser au plus simple moteur que l'on puisse faire. Si vous cherchiez des leçons pour mieux connaitre les divers types de moteur électrique qui existent, ce n'est pas le bon endroit.

Pire, nous allons nous focaliser sur la plus basse consommation énergétique possible pour provoquer un mouvement "à taille humaine", du moins pas microscopique. On veut un objet dans la dizaine de centimètres, qu'on puisse voir et fabriquer de nos mains. L'aspect "faible consommation" sera utile essentiellement pour que le mouvement produit dure longtemps, voire soit carrément infini en pompant de l'énergie dans son environnement, à commencer par l'énergie solaire qui est la plus importante mais négligeable la nuit.

On veut donc un mouvement continu, qui se répète dans le temps, et pas une seule impulsion. Deux modes sont intéressants :

• Les pendules
• Les trucs qui tournent

Sachant que si vous donnez une impulsion trop forte à un pendule, ça se mettra à tourner, alors les deux sont très liés.

Nous allons considérer uniquement un moteur constitué :

• D'un champ magnétique fixe, généré par un (ou plusieurs) aimant (néodyme de préférence, car ils sont plus puissants).
• D'une bobine de fil de cuivre (parce que le cuivre est un excellent conducteur électrique), qui génèrera un champ magnétique lorsqu'un courant le parcourra. On l'appelle alors "électro aimant".

Les deux champs magnétiques s'attireront ou se repousseront suivant la configuration, et le fait que l'on puisse choisir l'intensité du courant et son sens sera commode pour ajuster les paramètres. L'effet moteur est là.

Il nous reste à choisir celui qui reste fixe et celui qui bouge. Par commodité, ce sera toujours l'aimant, pour les raisons suivantes :

• Embarquer la source d'énergie, une pile par exemple, sera pénible à déplacer. Cela fera de la masse, et il faudra de l'énergie supplémentaire.
• Dès que l'on considère un mouvement, on aura le problème du contact électrique à résoudre si jamais c'est la bobine qui bouge. Nos anciens moteurs électriques à courant continu comportaient des balais (les charbons) pour faire passer le courant.
• Il sera nettement plus simple de piloter plusieurs bobines fixes avec de l'électronique ad-hoc, et de communiquer avec d'éventuels capteurs.
• Multiplier le nombre d'aimants est simple.

Mais bon, ce n'est pas une règle gravée dans le marbre.

Il existe un problème d'interruption incontournable que l'on va examiner sur une première configuration.

1. Lorsque le pendule s'approche de la bobine, c'est le moment d'exercer une attraction en faisant passer un courant adéquat.
2. Mais dès que le pendule est exactement sur la bobine, vertical, il faut tout couper ! Sinon l'attraction continuera de s'exercer, et freinera le pendule, on perdra tout le bénéfice de l'attraction.
3. Une fois la bobine dépassée, alors il sera malin d'inverser le sens du courant afin d'exercer une répulsion.

Mais attention, il s'agira d'appliquer le courant "pas trop tôt" sinon ça ne sert à rien, et on perd de l'énergie. Et lorsque le pendule s'éloigne, on coupera également le courant, car la force deviendra insignifiante.

On se rend compte qu'il faudra appliquer un courant adéquat à des moments précis, ce qui suppose de connaitre la position du pendule, et donc d'avoir un capteur quelque part.

Inverser le sens du courant est optionnel. On pourra se contenter de l'attraction ou de la répulsion, l'une des deux.

Une solution, employée depuis des lustres dans les moteurs électriques, consiste à utiliser des balais (en charbon) posés sur des contacts sertis sur l'axe de rotation. Les charbons sont maintenant abandonnés au profit d'autres techniques utilisant des capteurs, et c'est tant mieux car les frottements engendrés par les charbons sont gênants, pompent une puissance considérable, déjà qu'on aura pas mal de soucis avec les pointes d'axe et autres roulements à billes comme on le verra plus tard.

Un relais reed est un simple contacteur magnétique : lorsque le champ magnétique est suffisamment important, les contacts se rapprochent.

Il s'agit certainement de la solution la plus simple pour tout un chacun, et ça ne coûte pas cher. Vous le trouverez souvent pour réaliser des petits moteurs tels que ceux que nous voulons réaliser.

Dans la configuration ci-dessus, l'aimant approchant la bobine sera repoussé ou attiré (mais pas les deux) suivant la polarité choisie sur la pile. Le courant passera parce que le second aimant est situé mécaniquement en face de l'autre, avec le relais reed juste devant. Cette configuration permet d'obtenir deux impulsions à chaque tour.

Les 8 bobines de l'expérimentation ci-dessus sont alimentées en même temps, multipliant par 8 la puissance mécanique injectée au rotor. Il faudra bien placer le relais reed, un peu de tâtonnement sera nécessaire pour faire fonctionner au mieux ce moteur.

Si l'utilisation d'un relais reed est facile à mettre en œuvre, ça ne peut pas être la meilleure solution en ce qui concerne la consommation électrique car on ne peut pas vraiment bien régler la largeur du créneau de courant à injecter, et encore moins sa valeur, donc la puissance envoyée dans les bobines. C'est là que l'électronique vient à la rescousse.

On peut remplacer avantageusement le relais reed, mécanique donc qui finira par s'user, par une sonde Hall, un capteur électronique qui permet de mesurer le champ magnétique.

Le plus pratique sera alors de connecter le capteur Hall à un microcontrôleur (genre Arduino par exemple), ce qui permettra alors de programmer finement les instants où vous injectez et coupez le courant dans la bobine. Vous pourrez même, sans frais supplémentaire, faire du PWM, autrement dit hacher le courant pour piloter finement l'énergie injectée. En faisant ainsi, vous réaliserez un "brushless motor", un moteur électrique sans balai comme on les fabrique de nos jours (vous en avez dans tous les disques durs ou les ventilateurs).

Mais ce n'est pas le plus rusé.

Lorsqu'un aimant approche une bobine, du courant est induit. C'est ce principe qui est utilisé dans les dynamos, et qui permet de récupérer de l'énergie électrique à partir d'énergie mécanique, exactement l'inverse de ce que l'on tente de faire. On peut donc détecter le faible courant induit dans la bobine, et ainsi déclencher l'injection du courant principal qui agira sur l'aimant.

De nombreux pendules solaires ont été réalisé sur la base du kit proposé dans le temps par Solarbotics :

La LED, à l'envers exprès, s'allumera à chaque fois que l'aimant approchera, grâce à l'induction. Elle permet au passage de limiter la tension induite qui pourrait détériorer les composants.

La circuiterie proposée par Solarbotics offre l'avantage d'être simple, basée sur 2 transistors. Mais sa simplicité ne permet pas de réglage fin de la consommation électrique, et de l'impulsion. Je me suis très vite dirigé vers une solution à microcontrôleur, en l'occurrence un MSP430 qui présente une consommation de moins de 500 nA en veille profonde, et faible en mode actif car on le fera tourner au minimum, n'ayant pas grand-chose à faire (réveil sur interruption, activation d'une broche, veille).

J'ai réalisé en 2013 les fantaisies suivantes, qui consomment suffisamment peu d'énergie pour pouvoir être alimenté par des cellules solaires et m'ont permis de voir les principaux problèmes à résoudre.

L'utilisation d'un fil permet de s'affranchir des frottements, au prix d'une éventuelle fatigue et rupture au bout d'un moment, mais bon, cela fait déjà une bonne dizaine d'années qu'il se balance en permanence.

Voici les difficultés qui vous attendent si vous vous lancez là-dedans :

• La distance bobine/aimant est critique. Arrangez-vous pour la rendre aussi faible que possible. Ici, j'ai mis une épaisseur de plastique aussi faible que possible. Réalisez votre bobine vous-même, sur un support où vous pourrez retirer une face et coller les fils, vous gratterez un peu de distance ainsi.
• Ma tension d'alimentation étant variable, dépendante de la charge d'une supercapacité et du soleil, j'ai régulé la tension du microcontrôleur à 1.8 V, ce qui stabilise sa consommation.
• Je lis la tension disponible avec le microcontrôleur, comme ça je connais la puissance disponible.
• Je lis la tension provenant de la bobine avec le microcontrôleur qui comporte un comparateur et déclenche une interruption quand l'aimant approche, à travers une résistance de protection. Ensuite, il suffit d'envoyer une impulsion calibrée dans le temps (c'est le principal réglage), connaissant la tension max. Une impulsion de 500 µs fut suffisante dans mon cas.
• Du coup, la tension du microcontrôleur est trop faible pour piloter correctement mes bobines, j'ai utilisé un transistor pour amplifier le signal.
• Le démarrage est simple : si cela fait trop longtemps que le microcontrôleur attend (il suffit de mettre un timer), alors cela veut dire que le pendule est à l'arrêt en bas. À ce moment-là, j'envoie un kick, une impulsion maximale, pour lancer le balancement. On peut ensuite chronométrer grossièrement la période du balancier afin d'ajuster les impulsions pour économiser l'énergie, une sorte de boucle à verrouillage si vous voulez.
  J'attends également que la tension soit suffisante dans la supercapacité.

En résumé, côté microcontrôleur, il existe plein de façons de faire, l'idée étant

• de connaitre la tension d'alimentation (le signal est divisé par le pont de résistance, puis lu avec un convertisseur analogique-numérique inclus avec le processeur),
• de lire le signal provenant de la bobine avec un comparateur (on fabriquera la tension de comparaison),
• d'envoyer une commande en 1.8 volt à travers deux transistors pour appliquer la tension maximale dans la bobine.

Adaptez ce schéma de principe à votre cas particulier.

J'étais fasciné par le pendule visible dans Ironman. On peut l'acheter dans le commerce, mais il fonctionne sur pile. J'en ai réalisé une version solaire, où il a fallu mettre quand même une bonne surface de cellules solaires pour fonctionner.

L'ajustement des bras, et des poids planqués dans les bras, ainsi qu'un couple d'aimants pour rendre la rotation plus chaotique, fut relativement difficile à mettre au point.

Mais le pire fut les frottements. J'ai pourtant utilisé de tout petits roulements à billes, mais la principale surprise fut l'énorme sensibilité du serrage des roulements dans le plastique : si cela force ne serait-ce qu'un peu, le freinage devient énorme ! L'utilisation de roulements n'est pas forcément le meilleur plan...

Un problème mineur, facilement résolu, fut de limiter la puissance injectée sinon le pendule se mettait à tourner comme un fou, à toute vitesse. Il suffit de chronométrer les intervalles entre les impulsions pour se rendre compte que ça va trop vite, et d'arrêter les impulsions jusqu'à ce que les temps redeviennent raisonnables.

La particularité de montage est la présence d'un aimant à chaque bout d'aile.

Il est très facile de réguler la vitesse, il suffit de chronométrer les impulsions et de réduire/augmenter la puissance injectée pour accélérer/ralentir, exactement comme sur une voiture.

Il s'agit à chaque fois du même schéma de principe, en adaptant la taille des cellules solaires et de la supercapacité qui stocke les charges excédentaires, ce qui permet aux objets de continuer de fonctionner un moment (plusieurs heures) dans le noir.

Revenons à notre objectif initial : un objet qui bouge en permanence, à partir d'une source d'énergie aussi faible que possible.

Pour faire fonctionner l'engin, il nous faudra une certaine puissance, et on distinguera deux régimes :

1. Un régime permanent, stable, qui requiert une puissance que l'on qualifiera "de fonctionnement". Dans ce régime, toute la puissance est utilisée pour compenser les pertes, et uniquement ces pertes.
2. Un régime de démarrage où il faudra fournir une puissance différente, d'abord pour compenser l'inertie mécanique du système, ainsi que les autres pertes lors de la montée du régime.

Nous allons examiner les diverses pertes qu'il nous faudra compenser.

C'est bien sûr le régime permanent qui nous intéresse en premier lieu, mais on sait déjà qu'il nous faudra de l'énergie pour mettre en mouvement l'objet, et c'est mieux qu'il présente une masse aussi faible que possible, et pour être plus précis dans le cas d'un objet tournant, un moment d'inertie aussi faible que possible, une raison de plus pour ne pas embarquer la bobine et l'attirail d'alimentation, et uniquement des aimants aussi petits que possible.

Mais ce n'est qu'un problème de démarrage. Une fois lancé et la vitesse de rotation stable, le moment d'inertie n'intervient plus.

Comme on parle d'une source d'énergie qui sera transformée en énergie mécanique, nous aurons immanquablement un rendement, par exemple la transformation de l'énergie lumineuse en charges électriques disponibles dans une batterie, une capacité.

Pour l'instant, laissons cette histoire de rendement de côté, nous l'aborderons lors de cas particuliers à examiner.

Cependant, si on met en œuvre du stockage d'énergie, on fera attention de choisir une méthode fiable. Pas une batterie lithium-ion, plutôt une supercapacité.

L'énergie électrique injectée dans la bobine sera transformée en énergie mécanique, avec un certain rendement qui dépendra beaucoup de l'électronique de pilotage :

• Un relais reed ne consommera pas d'énergie électrique pour son fonctionnement, par contre son placement aura une importance considérable, et même s'il est placé au mieux, il est probable que l'on perde beaucoup d'énergie lié au fait que les temps ne seront pas optimisés. Autrement dit, on passera encore du courant dans la bobine alors qu'il n'aura plus d'effet notable sur l'aimant.
• Le problème est identique avec un capteur Hall qui piloterait la bobine à travers de simples transistors, uniquement présents pour piloter la bobine.
• Que ce soit l'impédance qui soit lue ou un capteur Hall, l'usage d'un microcontrôleur permettra de jouer plus finement avec les temps et la puissance injectée dans la bobine. Et on pourra réguler facilement la vitesse, un microcontrôleur sachant parfaitement mesurer un temps et exécuter une boucle de rétroaction.
  Par contre il faudra tenir compte de sa consommation électrique dans le rendement final.

Nous avons un ennemi juré dans notre entreprise, qui se manifestera essentiellement sous deux formes :

• Les frottements mécaniques, souvent l'axe de rotation.
• Les frottements de l'air sur la structure en mouvement.

Les frottements de l'air deviendront prépondérants à grande vitesse. Ce sera mieux de considérer des objets aérodynamiques, genre cylindre, anneau ou boule qui tournent sur leur axe de symétrie. Mais l'air ne sera pas notre premier ennemi. Au moins on sait déjà que ce sera mieux de réguler la rotation à des vitesses faibles.

Bien sûr, placer le système sous atmosphère raréfiée sera une solution absolue par rapport à ce problème. Mais si on place l'ensemble sous cloche, ce sera déjà bien.

Les frottements mécaniques interviennent dès que l'on commence à bouger. Idéalement il faudrait totalement les éliminer, et quelques solutions existent :

• La lévitation, mais bon, la gravité est vraiment contrariante.
• Un pendule avec un fil (sans axe, sans roulement à billes).
• Un fil de torsion (comme pour l'horloge Atmos).

Vous pouvez oublier toutes les solutions à roulements à bille et consort, le mieux que l'on puisse faire est connu depuis des lustres, c'est la solution employée en horlogerie, un axe métallique sur un rubis.

Le frottement d'un axe sur une surface dépend beaucoup de sa vitesse de rotation (on s'en doute), mais aussi de la pression exercée par l'axe sur la surface (autrement dit, si vous appuyez fort sur l'axe, ça va freiner, on s'en doutait aussi).

On aura donc intérêt à tourner vraiment très doucement, et à alléger la pression exercée sur l'axe par le poids de l'objet tournant —la sphère.

Examinons à présent ce qui a déjà été proposé et réalisé. J'ai recherché sur le web ce que je considère comme les meilleurs résultats, il existe plein de propositions, ce n'est pas évident à trier, et j'en ai peut-être manqué. Mais quand même.

[lasersaber] c'est son nom est probablement un des plus ingénieux. En 2013, il montra son moteur "EZ spin V2".

Le moteur lui-même n'est pas spécialement remarquable, il s'agit d'une version simple à relais reed, dont l'efficacité de la transformation électrique-mécanique n'est pas extraordinaire. L'auteur a d'ailleurs passé du temps à régler finement sa position. Par contre la réalisation mécanique du cylindre en rotation est remarquablement bien faite avec manifestement un faible freinage.

• La rigidité de l'ensemble est un point-clé. Faire épais est important.
• Les bobines sont ajustables en position, ce qui permet de réduire l'espace bobine-aimant au maximum, augmentant le rendement.
• C'est au niveau des axes de rotation que c'est important : on peut régler, en vissant/dévissant, la pression sur l'axe.

Le voltmètre permet de voir la consommation électrique, mais attention, ce voltmètre possède une certaine résistance interne, ce qui décharge en même temps la capacité. Plus tard, il fait tourner son moteur pendant 17 minutes, il aurait noté la tension au début et à la fin, nous aurions une idée précise de la consommation électrique. Du coup, je me suis contenté du début, et j'ai noté une perte de tension de 89 mV en 16.6 s sur 1000 μF, soit 5 μA sous 2.7 volts. Si son voltmètre présente une résistance interne de quelques MΩ, on peut évaluer la consommation dans la dizaine de microwatts, ce qui parait cohérent.

Dans une autre vidéo, celle où il utilise des piles spéciales, on constate une consommation de 3 μA sur son ampèremètre. Ouf, c'est cohérent.

Malheureusement, on ne voit pas comment il a réalisé ses axes de rotation. C'est pourtant le point-clé ! Et son site web (laserhacker.com) n'est plus opérationnel. J'ai donc recherché dans archive.org, et j'ai trouvé ce qu'il a utilisé :

• Sapphire Vee Jewel Bearings
• DMC 1769-18 Darners Hand Needles, 6-Pack, Size 18

Du corindon (ou rubis, sapphire en anglais), comme pour les montres. Et des aiguilles à coudre pour les axes. Le secret est là ! Une astuce secondaire consiste à utiliser un aimant pour attirer l'aiguille vers le haut, ce qui évite des frottements, il ne reste plus que la base.

Le moteur de lasersaber tourne dans la zone des microwatts. Et en 2018, Bäschteler of Science c'est le nom qu'il se donne annonce un Nanowatt Pulse Motor.

Vous remarquerez les similitudes, et il ne s'en cache pas, il s'est inspiré de lasersaber. Par contre, la conception des bobines est nettement plus soignée, en les simulant.

L'auteur a également utilisé des aiguilles et du corindon, comme pour les montres. L'auteur nous enseigne comment réaliser soi-même les axes, ce qui n'est pas évident vu la dureté du corindon. Et c'est vraiment un bon conseil !

La fabrication est nettement plus soignée et bien décrite, et l'auteur a notablement amélioré le rendement. Il a mesuré quelques centaines de nanowatts, et serait même descendu à 60 nW, ce qui est carrément extraordinaire. Il se demande comment lasersaber a obtenu 4 nW, mais là, je pense qu'est carrément impossible (comme l'auteur le montre).

Rappelez-vous, rien que le frottement de l'air est dans la zone du microwatt à 1 tour par seconde pour une sphère de 5 cm de rayon. Même en ralentissant et en réduisant la taille, gagner un facteur 1000 est hors de portée. Mettons que l'on ait un cylindre de 3 cm de rayon et une rotation d'un quart de tour par seconde (4 fois moins), cela nous amène à 30 nW rien que pour le freinage aérodynamique, et il faut ajouter le frottement des axes.

Mais bon, tous les deux sont restés sur un fonctionnement à relais reed qui présente un rendement probablement assez mauvais. Il reste des améliorations possibles du côté de la consommation d'énergie. Augmenter la masse du rotor permettra de réduire la vitesse, l'inertie régulant les frottements sur les axes, sinon on observera des variations de vitesses trop importantes lors du "kick".

Il est possible de réaliser de la lévitation en utilisant le diamagnétisme. Généralement, cela ne s'applique qu'à de toutes petites charges utiles, tant l'effet est faible.

Mais une configuration où un aimant compense le poids est favorable pour des charges plus importantes :

En 2019, lasersaber s'est servi de cette configuration améliorée :

Dans cette configuration, lasersaber s'est totalement affranchi des frottements liés à l'axe reposant sur du corindon. Il ne reste plus que le freinage aérodynamique provoqué par l'air, et comme on peut s'y attendre, c'est la plus faible vitesse de rotation est qui favorable.

On attend avec impatience la valeur de la puissance consommée.

Lasersaber nous donne le schéma de la circuiterie, où j'ai ajouté quelques observations :

L'énergie est fournie par une pile de 3.6 V à travers une série de résistances. Cela parait une bonne idée à première vue pour limiter la tension (et donc le courant) arrivant sur le système, mais en fait, ça ne l'est pas du tout.

• Le courant passant dans les résistances est transformé en chaleur, donc des pertes. À 150 nA, la résistance de 24 MΩ dissipe 540 nW. 100 fois plus que la consommation supposée du système.
• La tension est quasi nulle sur le système, donc on aura 3.6 volts sur 24 MΩ, soit un courant de ... 3.6/24M = 150 nA. Nous voilà bien avancé concernant le courant électrique.

En résumé, quoi qu'il arrive, on ne dépassera pas 150 nA puisque cela correspond à la tension maximale possible sur les résistances. Si la tension augmente aux bornes des bobines (et donc de la capacité), par exemple 1 volt, il restera 2.6 volts sur les résistances, ce qui débitera 2.6/24M soit 108 nA. Et ce n'est pas ce qu'il observe.

La capacité en parallèle avec les bobines est une bonne idée pour "tamponner" les charges électriques car la résistance en série avec la pile est vraiment trop importante et limitera le courant instantané disponible. On aurait bien aimé connaitre sa valeur, sur la vidéo on la voit (c'est le bloc bleu) mais on ne peut rien lire dessus (et rien dans les commentaires). Je soupçonne lasersaber de mettre une valeur vraiment élevée, genre milliers de microFarads, c'est ce qu'il fait habituellement sur les autres montages.

En connaissant sa valeur, et en débranchant la pile, il suffisait de suivre la tension dans le temps et on aurait su directement la vraie consommation (Q=CV). Mais bon, il n'y a pas pensé, c'est un artiste comme il dit.

Sur la vidéo, on voit que le rotor tourne doucement, et on peut même voir le moment où le relais reed est fermé, car à ce moment-là, il accélère légèrement (c'est le kick électromagnétique). L'ampèremètre ne bouge quasiment pas. Le voltmètre a un peu de mal à se stabiliser.
Que se passe-t-il ?

• La valeur affichée par le voltmètre est suspecte car la tension varie dans le temps avec une forme très vaguement sinusoïdale, que le voltmètre aura du mal à intégrer correctement.
• 150 nA sous 33 mV, ça nous fait une résistance équivalente de 220 kΩ, une valeur qui correspond certainement à la résistance des bobines + relais reed (négligeable).
• relais reed fermé : résistance de 220 kΩ sur une capacité : elle se décharge, mais reçoit aussi du courant de la pile ! On ne connait pas vraiment la tension car on n'a qu'une valeur plus ou moins moyennée par le voltmètre, on ne connait pas les valeurs instantanées
• relais reed ouvert : la capacité est en série avec la résistance de 24 MΩ sur une pile de 3.6 volts. La capacité se charge à travers la résistance de 24 MΩ pour atteindre la 3.6 volts au bout d'un certain temps.
• En réalité, le voltmètre présente une résistance interne de l'ordre de 10 MΩ, ce qui limitera la tension maximale que pourra atteindre la capacité au ratio du pont diviseur (3.6x10/24=1.5V).

Conclusion : la mesure du voltmètre est douteuse, et sans la valeur de la capacité, impossible de déduire quoi que soit.

Voici le détail des mesures relevées. J'ai mesuré moi-même les vitesses, et estimé la résistance de l'air, qui dépend du carré de la vitesse de rotation, et du cube du rayon du cylindre (estimé à 1.5 cm, valeurs juste pour voir de quoi il retourne).

Il semblerait que les valeurs medium et high soient à peu près cohérentes, avec des pertes importantes car si le rendement était parfait, on devrait observer des valeurs de l'ordre de grandeur de la friction de l'air, et là on a un facteur 20. Le rendement se casse la figure à très haute vitesse, ce qui n'est pas surprenant, le système à relais reed est loin d'être parfait. À basse vitesse, la mesure est suspecte.

Il est plus vraisemblable que l'on soit dans des puissances de l'ordre de 100 nW au mieux, ce qui est déjà vraiment excellent.

Avec un moteur consommant une centaine de nanoWatts, on peut envisager de récupérer de l'énergie de manière inhabituelle, surtout s'il suffit d'une centaine de mV.

L'énergie solaire est trop facile, vu que notre Soleil délivre 1 kW par mètre carré, il suffit de 100.10⁻¹² m², soit un carré de 10 μm de côté. N'importe quelle diode, même de mauvaise qualité, pourra faire marcher l'engin.

C'est d'ailleurs ce qui a été réalisé par slider2732 :

Pour rappel, une diode électroluminescente est avant tout ... une diode. Et donc elle est sensible à la lumière.

Le plus efficace sera de stocker l'énergie excédentaire dans une supercapacité pour que le système fonctionne jour et nuit. C'est ce que je fais pour mon clignoteur. Vous n'aurez pas besoin du soleil pour faire fonctionner le système, la lumière du jour suffira amplement. La seule chose à ne pas faire sera de mettre le système dans une cave...

Il existe des batteries nucléaires à radio-isotope, comme celle-ci :

Le tritium émet un rayonnement bêta (des électrons à 5.7 keV), qui activera du sulfure de zinc, fluorescent dans le vert. La lumière est ensuite convertie en électricité avec une cellule solaire.

C'est ce qu'a fait lasersaber (encore lui) en 2017, il a posé des tubes de tritium sur des cellules solaires. Au passage, il a essayé pas mal d'autres sources d'électricité, un joli florilège ma foi.

Cette fois, il pourra mettre son système dans une cave, ça marchera. Parce que s'il le met à la lumière du jour, eh bien le tritium sera inutile. Sur une autre vidéo, on voit que sa source à tritium génère environ 1 μA, ce qui est largement suffisant pour son moteur.

Utiliser la thermoélectricité pour faire un moteur n'est pas nouveau, les montres thermoélectriques existent déjà depuis des lustres [1982], c'est un moteur qui fait un tour par minute, à partir de la chaleur humaine.

On peut envisager à peu près toutes les idées déjà émises au sujet de la récupération d'énergie dans l'environnement, à savoir :

• Variations de pression : j'ai déjà cité la pendule Atmos, qui fait ça depuis 1936.
• Vibrations, avec un piézo.
• Éolien, avec une éolienne. Enfin une toute petite éolienne. Mais c'est stupide, car au départ, on fait déjà tourner des ailes pour actionner une dynamo. Si c'est pour refaire du mouvement ensuite...
• Chimique : vous pouvez faire une petite pile avec beaucoup de matériaux, généralement deux métaux et un conducteur électrolytique comme une pomme de terre.
• Mécanique : tous les machins à manivelles.
• Osmose : qui provient de deux liquides à concentrations différentes, séparés par une membrane.

• L'énergie électromagnétique envoyée par les émetteurs. Un émetteur WiFi envoi typiquement 100 mW d'énergie, et vous pouvez recevoir entre un nanowatt et un microwatt sur votre antenne... Ça dépend de la distance et de la taille de l'antenne.
• Ou des trucs plus bizarres comme l'électricité générée à partir de l'humidité ambiante et des nanopores. Faudra que je fasse une page sur ce sujet.

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