L’objectif de cet article est de réfléchir à la conversion directe du rayonnement solaire en énergie mécanique.
Prenons l’exemple des cellules photovoltaïques. Ces dernières transforment directement le rayonnement électromagnétique solaire en électricité. C’est la définition même de l’effet photoélectrique. Une onde électromagnétique vient mettre les électrons d’un semi-conducteur en mouvement.
La question que l’on est en droit de se poser est la suivante. Existe-t-il un système dit moteur solaire, permettant de transformer directement les rayons solaires en mouvement sans passer par une autre forme d’énergie ?
Suite à quelques recherches, il apparaît que bon nombre de moteurs dits solaires répondent plutôt à la définition suivante : « Moteur dont le rotor embarque tout le nécessaire à sa propre mise en rotation lorsqu’il est soumis au rayonnement solaire. » Ces moteurs devraient plutôt être nommés : moteurs indirectement solaires.
Moteurs indirectement solaires
Malgré qu’ils soient sémantiquement des imposteurs, il est tout aussi intéressant de les présenter.
Le moteur solaire à polymère
Des bandes de sac plastique noir interceptent le rayonnement solaire et le transforment en chaleur. La chaleur a pour effet de contracter les bandes composées de polymères et donc de déformer le cylindre formé par les 2 gobelets en carton. Cette déformation vient déplacer le centre de gravité du rotor provoquant ainsi un déséquilibre qui entraine un mouvement de rotation.
Je vous invite à regarder la vidéo de Bruce Yeany sur ce moteur solaire pour en voir un en action.
D’un point de vue énergétique, ce moteur n’est pas capable de transformer directement le rayonnement solaire en mouvement. Un passage par la chaleur est nécessaire pour profiter du phénomène de contraction d’un polymère.
Moteur de Mendocino
Observons cet autre moteur, mis au point en Californie à Mendocino.
Il est composé de panneaux solaires photovoltaïques et de bobines de cuivre. L’assemblage est réalisé de manière à ce que chaque bobine soit alimentée par la cellule photovoltaïque qui lui est diamétralement opposée.
En plus de ce rotor, un aimant permanent est encastré dans le stator.
Le fonctionnement du moteur est le suivant. Le soleil brille sur la face supérieure du rotor. L’électricité ainsi produite vient alimenter la bobine située tout en bas du rotor, la transformant en électro-aimant. Cet électro-aimant interagit avec l’aimant permanent du stator, provoquant la rotation du moteur. Alors, un nouveau panneau est exposé aux rayons du soleil, alimentant une nouvelle bobine et interagissant à son tour avec l’aimant permanent. L’opération se répète, les bobines étant alimentées chacune leur tour.
Est-ce que le moteur solaire de l’entreprise Saurea ne fonctionnerait-il pas sur le principe du moteur de Mendocino ?
Ce moteur n’est pas capable de transformer directement le rayonnement solaire en mouvement. Le passage par l’électricité est nécessaire pour magnétiser les bobines de cuivre.
Un moteur directement solaire ?
Passons maintenant à ce que je nommerai simplement le graal du moteur solaire. Le radiomètre.
Il s’agit de petites ailettes accrochées à un axe. L’ensemble est placé dans une atmosphère sous vide pour limiter les frottements dus à l’air.
Chaque pale est un petit plan comportant 2 faces. L’une des faces est noire, l’autre est argentée tel un miroir.
La communauté scientifique a du mal à décrire son fonctionnement.
Je ne vais pas me hasarder ici à une explication, même grossière, au risque de propager de fausses idées.
Néanmoins, voici quelques idées intéressantes :
- Il a déjà été prouvé que le rayonnement solaire peut exercer une pression sur une surface, faisant naitre une force de propulsion. C’est le principe des voiles solaires.
- Une surface sombre absorbe le rayonnement solaire et s’échauffe contrairement à une surface réfléchissante qui renvoie le rayonnement.
- Sans vide partiel, le radiomètre ne fonctionne pas (trop de frottements ?). Avec un vide trop poussé, le radiomètre s’arrête de fonctionner (présence d’un peu de gaz nécessaire).
A partir de ces quelques idées, on voit bien que plusieurs théories peuvent naître pour expliquer ce mouvement. Dans tous les cas, bien que peu utile, ce moteur est fascinant de simplicité le rendant particulièrement intéressant.
Conclusion
Si vous pensez connaitre un moteur indirectement solaire ou un moteur solaire véritable, dites-le en commentaire et l’article s’en verra amélioré. J’aimerais beaucoup découvrir d’autres moteurs solaires.
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