À l’heure où l’approvisionnement en énergie est un enjeu crucial pour notre planète, les énergies propres sont devenues incontournables dans tous les domaines d’activité. Comme les robots n’échappent pas à la règle, Robobox vous dresse un panorama des énergies utilisées dans la robotique.
L’autonomie énergétique à tout prix
Pourquoi l’autonomie énergétique des machines obsède autant les scientifiques ? Tout simplement parce qu’elle permet d’économiser, et beaucoup ! D’une part, en allouant moins ou très peu de ressources humaines pour la maintenance et le bon fonctionnement des machines, d’autre part en évitant le remplacement d’un composant essentiel qui s’use avec le temps, comme une batterie ou un moteur.
Afin d’atteindre cette fameuse autonomie, l’énergie solaire est particulièrement appréciée : c’est le cas par exemple du robot insecte Robobee Xwing, qui s’autoalimente grâce au matériel photovoltaïque intégré à ses ailes.
Un large éventail pour l’énergie verte
L’énergie verte désigne toutes les énergies renouvelables, c’est-à-dire celles dont la production n’impose pas de puiser dans les ressources de la planète jusqu’à leur raréfaction totale. Également appelées énergies propres, on recense l’énergie solaire, hydraulique, électrique, géothermique, éolienne et de biomasse. L’énergie verte est non seulement plus respectueuse de l’environnement mais également plus économique que celle issue des ressources fossiles.
La robotique végétale, le futur de la robotique ?
Son objectif ? Transformer l’énergie solaire en biocarburant.
Pour rappel, les biocarburants sont une alternative à ces fameuses sources d’énergie fossiles (pétrole, charbon, gaz naturel) dont les effets délétères sur notre planète ne sont plus à prouver.
Produits à partir de matière première d’origine végétale, animale ou issue de déchets (la biomasse), ils sont des carburants renouvelables, à l’inverse des carburants classiques.
Les biocarburants dits de deuxième génération présenteraient un bilan énergétique particulièrement favorable : issus de la transformation de la lignocellulose contenue dans les résidus agricoles et forestiers, comme la paille et le bois, ils peuvent aussi s’obtenir à partir de déchets industriels.
Comment s’y prend donc la robotique végétale ? En alimentant le robot de sucres (bruts ou à travers des fruits mûrs) et en actionnant chez lui le processus de digestion qui permettra de créer l’énergie, elle-même transformée en électricité. Quant à certains robots dotés de feuilles, ils sont héliotropiques : à l’image de certaines plantes, ils entrent en mouvement grâce à un mécanisme inspiré de la « transpiration végétale”, tout comme ils sont capables de s’orienter dans l’espace en suivant le Soleil, une aptitude naturelle chez les plantes.
Avec les robots solaires, à bas le glyphosate !
Étendues sur plusieurs hectares, les fermes solaires abritent des milliers, voire parfois plusieurs millions de panneaux solaires. Qui dit grandes surfaces dit également gros besoins pour entretenir ces champs à ciel découvert, notamment en personnel, Afin que les panneaux photovoltaïques fonctionnent correctement, l’herbe doit régulièrement être coupée et débarrassée des plantes indésirables. Si les traditionnels tracteurs sont une option, ils accumulent néanmoins tous les torts : polluants, coûteux et incapables de rouler sans l’homme, ils tassent les terrains et répandent des produits chimiques. C’est ici que les robots entrent en scène : équipés de panneaux solaires auxquels on a intégré des coordonnées GPS, ils parcourent le terrain en petits groupes supervisés par un berger, un humain en chair et en os. La startup Vitirover, à l’origine de l’idée, a déjà pu prouver l’efficacité de cette petite révolution.
La méthanisation, coup de cœur des agriculteurs
Derrière ce nom barbare se cache un processus plutôt simple : dégrader la matière organique grâce à des microorganismes privés d’oxygène.
Ce mécanisme s’oppose au si populaire compostage, qui ne peut fonctionner qu’en milieu aérobie (avec oxygène). La méthanisation donne ainsi naissance à un produit humide appelé digestat, ainsi qu’à du biogaz, un mélange gazeux saturé en eau et composé d’environ 60% de méthane.
C’est donc sans surprise que cette technique est largement utilisée dans le domaine de l’agriculture qui dispose de déjections animales et de produits céréaliers à outrance. Mélangés puis chauffés, on obtient le fameux méthane, que l’on exploite doublement : il permet à la fois de chauffer la ferme et de faire fonctionner les robots de traite grâce à l’électricité produite. La méthanisation permet non seulement de valoriser les déchets organiques mais également de limiter les gaz à effet de serre et les odeurs.
L’énergie hydraulique, place au mouvement !
Après avoir présenté des problèmes d’étanchéité à ses débuts et bien que l’une des plus onéreuses, elle est aujourd’hui maitrisée et appréciée.
Son principe est simple : capter l’énergie motrice de l’eau afin d’en faire de l’électricité. À titre d’exemple, c’est grâce à elle que les turbines peuvent tourner dans les barrages, L’énergie hydraulique se transforme alors en énergie cinétique puis en énergie mécanique. La cinétique ? C’est la masse embarquée multipliée par la vitesse. Concrètement, elle permet par exemple d’actionner un mouvement sur le bras d’un robot. À ce titre, la législation concernant la robotique européenne est stricte : l’énergie cinétique ne doit pas dépasser 4 joules dans le cadre d’un mouvement sans recul et se limiter à 10 joules si le mouvement reste libre ou qu’il recule.
La plus puissante par unité de volume, l’énergie hydraulique est notamment appréciée pour assurer le fonctionnement des robots déplaçant des charges supérieures à cent kilos.
La géothermie a la cote
La géothermie consiste à puiser la chaleur du sol afin de la transformer en énergie, qui prend alors la forme d’électricité, de chauffage ou de climatisation. Aussi appelée énergie thermique, elle est appréciée notamment parce que c’est une énergie renouvelable qui émet peu de gaz à effet de serre. La géothermie profonde est réservée aux formations rocheuses peu perméables, dans lesquelles il est plus complexe de capter la chaleur emmagasinée.
Considérée par certains comme une écotechnologie d’avenir, les spécialistes de la robotique commencent à s’y intéresser de près.
L’énergie des robots vous intéresse et vous souhaitez aller plus loin ? Robobox vous emmène à la découverte de la robotique avec ses kits adaptés à tous les âges ! Vous découvrirez notamment le fonctionnement de l’électricité et les différentes méthodes de câblage et saurez tout sur les composants électroniques ! Ainsi que pour les plus petits, l’énergie solaire !
