Pavegen : production d’électricité en marchant

L’entreprise britannique Pavegen Systems propose un type de dalle modulaire a poser au sol qui génère de l’électricité (principe de la piézoélectricité) en récupérant l’énergie cinétique transmise au sol lorsqu’un passant marche dessus.

L’énergie peut être stockée dans des batteries, ou être utilisé pour les applications de puissance.

Conçues à partir de pneus de camion recyclés, ces dalles transforment chaque pas frappant le sol en watts, de 4 à 7 selon le poids de l’individu.
Cette électricité peut être utilisée directement pour la signalétique urbaine ou stockée dans des batteries pour une utilisation ultérieure. En fonction du type d’éclairage et du nombre de passants, 5 à 15 dalles sont par exemple suffisantes pour alimenter un lampadaire toute la nuit.

Une dalle est de dimension suivante : 450 mm de large, 600 mm de long, et 68 mm de haut.
La technologie est adaptée aux environnements urbains à haute fréquentation.

Pavegen est équipé d’une interface sans fil qui permet aux unités Pavegen de communiquer avec n’importe quelle application de logiciel ou de matériel, que ce soit pour enregistrer des données de fréquentation, et connaitre la production d’énergie électrique.

Utilisation directe de l’énergie électrique



Stockage de l’énergie électrique



Principe de la Piézoélectricité

La piézoélectricité (presser, appuyer) est la propriété que possèdent certains corps de se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu’on leur applique un champ électrique.
La première démonstration de l’effet piézo-électrique direct est due à Pierre et Jacques Curie en 1880.

Les deux effets sont indissociables :
– Le premier est appelé effet piézoélectrique direct.
– Le second effet piézoélectrique inverse.

Exemple avec un allume-gaz, la pression exercée produit une tension électrique qui se décharge brutalement sous forme d’étincelles : c’est une application de l’effet direct.

Comportement d’une pastille piézoélectrique : la contrainte appliquée crée un signal électrique.

L’effet direct peut être mis à profit dans la réalisation de capteurs (capteur de pression….) tandis que l’effet inverse permet de réaliser des actionneurs comme des injecteurs à commande piézoélectrique en automobile…).

Les matériaux piézo-électriques sont nombreux, le plus connu est le quartz.
Mais ce sont des céramiques synthétiques, les PZT (Titano-Zirconate de Plomb) qui sont le plus largement utilisées aujourd’hui.




Attention, la vidéo n’est pas en temps réel : la séquence de chargement du supercondensateur a été considérablement raccourcie.

Utilisations

– Pavegen peut être utilisé pour l’éclairage public à LED, permettant une efficacité hors réseau et une solution de réduction des coûts pour les collectivités.
– Pour la recharge d’appareils mobiles.
– Pour réaliser des signalisations directionnelles.
– Pour l’illumination de panneaux publicitaires.
– …

L’installation des dalles est rapide et simple grâce à la modularité. Il est alors possible d’installer un système Pavegen pour des manifestations comme des concerts ou des événements sportifs.
Au cœur de la favela de Morro da Mineiraa un terrain de foot est éclairé par les efforts fournis par les joueurs en action.

Pavegen et la gestion Smart Power

L’équipe Pavegen a développé et amélioré la façon dont l’électricité est utilisée après avoir été généré à partir des dalles.
La technologie Power Smart permet d’alimenter une plus grande gamme d’applications une distribution intelligente de l’énergie entre l’électricité et le réseau de d’énergie renouvelable Pavegen.
L’électricité produite par les unités Pavegen est stockée dans des batteries en suivant le principe du schéma ci-dessous :

Le potentiel assez étendu de cette technologie en particulier dans la ville intelligente (réseau Smart grid) peut aider à réduire la production de C02, que ce soit pour des maisons, des bureaux, et des espaces publics. Le prix 10 000 euros le mètre carré à l’installation reste cependant un frein.