Des bancs de poissons pour produire de l’électricité ?

A la croisée de la mécanique des fluides, de la biologie marine et de l’ingénierie énergétique, une nouvelle approche pourrait ouvrir la voie à des systèmes hybrides associant organismes vivants et dispositifs de conversion. En effet, une équipe internationale de chercheurs de l’université de Virginie (Etats-Unis) aurait développé une méthode pour produire de l’électricité à partir de bancs de poissons.

Des mouvements synchronisés aux propriétés énergétiques

L’étude part d’une observation. Les bancs de poissons présentent des comportements collectifs complexes, caractérisés par une synchronisation fine des mouvements individuels. Cette organisation génère des structures tourbillonnaires cohérentes dans le fluide environnant, similaires à celles observées dans certains dispositifs de mélange industriel.

Selon les travaux publiés, ces structures permettraient de concentrer localement l’énergie cinétique du fluide. Des mesures effectuées en bassin expérimental montrent ainsi une augmentation de la vitesse locale de l’eau pouvant atteindre 18,7 % à l’arrière immédiat du banc. « Nous observons une véritable auto-organisation énergétique du système », peut-on lire dans le compte-rendu du projet. « Le banc agit comme un amplificateur hydrodynamique distribué. »

Vers des dispositifs de récupération couplés

Sur la base de ces observations, les chercheurs ont développé un prototype de micro-hydrolienne positionnée en aval d’un banc de poissons. Le dispositif exploite les fluctuations de vitesse induites par les déplacements collectifs. Les premiers résultats indiquent une amélioration du rendement de conversion pouvant atteindre 12 % par rapport à un écoulement non perturbé. Ce gain serait lié à la structuration du flux, qui réduit les pertes turbulentes classiques.

Fait notable, les performances augmentent avec la densité du banc, jusqu’à un seuil critique au-delà duquel apparaissent des effets de désorganisation.

Un système auto-adaptatif à son environnement

L’un des aspects les plus prometteurs réside dans la capacité du système à s’auto-adapter aux conditions environnementales. Les poissons ajustent en permanence leur position et leur vitesse, optimisant indirectement les conditions d’écoulement pour le dispositif de récupération. Les chercheurs évoquent un « pilotage biologique passif », permettant de s’affranchir de certains systèmes de contrôle actifs habituellement nécessaires dans les installations hydroliennes.

Des essais en milieu semi-naturel ont également montré que certaines espèces présentaient des performances supérieures, notamment en raison de leur taille, de leur vitesse, ou de leur propension à maintenir des formations stables sur de longues durées.

Limites et verrous technologiques

Plusieurs défis restent néanmoins à surmonter. La variabilité comportementale des poissons introduit une incertitude difficile à modéliser. Par ailleurs, la présence de prédateurs ou de perturbations extérieures peut altérer significativement les performances du système.

Les chercheurs soulignent également des problématiques d’éthique et d’acceptabilité, notamment dans le cadre d’une utilisation à grande échelle. Enfin, la reproductibilité des résultats dépend fortement de l’état physiologique des individus, certains spécimens semblant moins enclins à participer activement à la génération de flux.

Une piste évoquée consiste à entraîner les poissons à adopter des configurations optimales via des stimuli lumineux ou alimentaires, ouvrant la voie à des « bancs programmables ». Néanmoins, les modèles actuels ne prennent pas encore en compte certains paramètres, comme l’humeur collective du banc ou son éventuelle motivation intrinsèque à produire de l’énergie. Interrogée sur ce point, l’équipe reconnaît que « la question de l’engagement volontaire des poissons dans le processus énergétique reste ouverte ».