À une époque où les ressources en carburant diminuent et où les prix de l'essence augmentent, les constructeurs automobiles font tout ce qu'ils peuvent pour rendre les voitures plus éconergétiques. Mais il y a un endroit évident où l'énergie est simplement gaspillée pendant qu'une voiture roule :dans la chaleur qui sort du tuyau d'échappement.
La première loi de la thermodynamique nous dit que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite, mais cela ne signifie pas qu'une certaine quantité de celle-ci ne peut pas devenir simplement inutile. Généralement, l'énergie inutile quitte un système sous forme de chaleur et, dans une voiture, une grande partie de cette énergie thermique gaspillée se trouve dans les gaz d'échappement. Mais que se passerait-il si nous pouvions reconvertir une partie de cette énergie thermique en une forme utile - comme, disons, l'électricité ? General Motors a développé un prototype de dispositif qui fait précisément cela en utilisant des alliages à mémoire de forme (SMA). Un SMA est un alliage qui peut être conçu pour avoir deux formes différentes en fonction de la température, une forme dite d'état d'origine lorsqu'il fait chaud et un second état lorsqu'il fait froid. Déplacez un morceau d'alliage à mémoire de forme d'avant en arrière entre les environnements chauds et froids et il changera d'avant en arrière entre ces deux formes. Les scientifiques ont compris depuis quelques années que les SMA extrudés en fils pourraient être un moyen de produire de l'énergie utilisable à partir de la chaleur, mais le système de GM est le premier à se montrer véritablement prometteur comme moyen de générer de l'électricité dans une voiture.
Pour comprendre comment fonctionne l'appareil de GM, imaginez un système avec trois poulies rotatives disposées aux coins d'un triangle. La connexion des poulies est une bande continue faite de fils en alliage à mémoire de forme. Si un coin de cet arrangement de poulie est placé près du tuyau d'échappement chaud d'une voiture et les deux autres coins dans une zone plus fraîche et mieux ventilée, la bande se contractera dans son état d'origine plus court lorsqu'elle s'approche de la poulie dans le coin chaud. Cette contraction tirera le reste de la bande après elle, faisant tourner les poulies et déplaçant plus de fil vers la poulie chauffée. Les poulies rotatives tireront alors le fil SMA chauffé vers la région froide où il se dilatera à nouveau dans un cycle continu. Le mouvement circulaire produit par les poulies peut être utilisé pour entraîner un générateur qui produit de l'électricité, qui à son tour peut faire fonctionner la radio, le climatiseur, la prise électrique de la voiture - tout ce qui nécessite une source d'énergie électrique de niveau relativement faible.
Selon les chercheurs de GM, il faudrait une dizaine d'années pour faire passer cet appareil du stade de prototype à l'application pratique, mais de nombreux problèmes subsistent encore. L'imprégnation du fil SMA avec sa forme d'origine est un processus qui prend du temps - à l'heure actuelle, cela prend environ trois mois - et la fatigue du métal rend les SMA susceptibles de se casser après avoir été utilisés pendant un certain temps. Le prototype existant de GM ne génère qu'environ deux watts d'électricité, mais l'équipe de recherche qui en est responsable pense que cela peut être étendu à des applications pratiques. Bien sûr, les applications de l'électricité générée par les alliages métalliques de forme vont bien au-delà des automobiles, mais les SMA ne seront probablement pas généralisés comme moyen de recyclage de l'énergie thermique avant plusieurs années.
