Des ressorts en nanotubes de carbone pour stocker l’énergie

Des chercheurs du MIT ont démontré que des nanotubes de carbones assemblés sous forme de ressorts pouvaient stocker plus longtemps et plus sûrement l’énergie que les batteries lithium-ion les plus performantes à l’heure actuelle. Le point avec Carol Livermore, docteur en ingénierie mécanique au Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Techniques de l’Ingénieur : Quel est l’intérêt de stocker l’énergie dans des ressorts plutôt que dans des batteries ?

Carol Livermore : Les ressorts en nanotubes de carbone peuvent potentiellement atteindre une densité énergétique comparable à celle des batteries Li-ion, même si nous n’en sommes pas encore là. Ils ont la capacité de libérer très rapidement leur énergie et se positionnent ainsi pour des applications de grande puissance. On estime enfin qu’ils ont une capacité de stockage prolongée (avec aucune ou très peu de perte d’énergie). Enfin, ils peuvent se charger mécaniquement directement sans passer par une phase électrique.

Si on tient compte des spécificités des nanotubes de carbone (comme leur résistance à des températures très élevées), vos recherches portent-elles aussi sur l’ingénierie en environnement extrême ?

L’ingénierie en environnement extrême n’est pas l’objectif premier de mes recherches. Néanmoins, nous travaillons sur des systèmes à très petite échelle qui manipulent une grande quantité d’énergie pour leur taille. Aussi ce sujet revient-il souvent. Ces systèmes prouvent parfois naturellement leur solidité dans des conditions extrêmes. C’est le cas ici.

Quelles sont les applications des ressorts en nanotube de carbone ?

Les applications les plus prometteuses sont celles qui requièrent les propriétés que j’ai décrites ci-dessus. Par exemple, des freins régénérateurs pour des véhicules légers comme le vélo, qui récupèrent l’énergie résultant du freinage et augmentent leur autonomie. Leur longévité permet d’envisager une utilisation comme alimentation de secours. Enfin, leur grande densité de puissance (la capacité de libérer rapidement l’énergie) montre leur potentiel pour des machines de jardin portatives comme une souffleuse à feuilles, sans qu’il y ait besoin de moteur.

Quelle est la prochaine étape ?

Jusqu’à maintenant, nous avons testé des ressorts à petite échelle (de quelques millimètres de long). Nous cherchons à améliorer leurs propriétés en testant de nouvelles approches de structuration des fibres et en commençant à les connecter pour tester leur capacité de charge.

Propos recueillis par Clémentine FulliasCarol Livermore est docteur en ingénierie mécanique au Massachusetts Institute of Technology (MIT) aux Etats-Unis.