Vous connaissez déjà le concept d'électricité statique, les petites charges créées par le frottement? Eh bien ne cherchez pas plus loin: la triboélectricité, cette «électricité produite par le frottement de deux corps où l'un se charge positivement, l'autre négativement» selon la définition du Larousse, intrigue les scientifiques depuis l'Antiquité. Vers 600 avant J.-C., le penseur grec Thalès de Milet en observait les premiers effets en frottant l'ambre avec de la fourrure.

Deux millénaires plus tard, une équipe de chercheurs de l'Université de Ferrare en Italie est parvenue à générer de l'énergie à partir de ce processus. Leurs résultats publiés dans la revue Nano Energie mettent en lumière un nanogénérateur triboélectrique innovant, qui utilise la pression pour forcer de l'eau à entrer et sortir de pores, à l'échelle nanométrique.

Cette recherche s'inscrit dans le cadre du projet «Electro-Fusion» financé par l'Union européenne. Son objectif est de concevoir des amortisseurs plus efficients pour les véhicules électriques. Les modèles actuels engloutissent entre 5 et 10% de l'énergie totale de la voiture. Un amortisseur capable de transformer les mouvements de frottement mécaniques en électricité améliorerait significativement l'efficience énergétique des véhicules, comme le rapporte Popular Mechanics.

Lorsque deux matériaux sont mis en contact ou frottés l'un contre l'autre, ils forment une charge électrique, échangeant des ions ou des électrons. Ce mécanisme aboutit à la génération d'un courant alternatif, capable de transformer l'énergie mécanique en électricité utilisable, précisent les chercheurs.

Un rendement énergétique de 9%

«Le courant alternatif généré dépend de la quantité de charge que les matériaux peuvent échanger, qui est elle-même liée à la surface disponible», explique Simone Meloni, chimiste physicien et coauteur de l'étude. Or, à masse égale, les matériaux poreux disposent de surfaces internes considérables par rapport aux surfaces planes. «Certains ont une surface interne supérieure à celle d'un terrain de football, concentrée dans un seul gramme de poudre.»

Dans ces conditions, le rendement de conversion énergétique de leur solution triboélectrique atteint 9%. Le matériau repose sur une structure de silicium poreux, recouverte d'une couche extrêmement fine de silice modifiée pour repousser l'eau.

Si notre compréhension de l'électricité a passablement progressé, la science reconnaît qu'il subsiste de nombreuses zones d'ombre. «Malgré des siècles de recherche, la cause microscopique fondamentale de la triboélectrification n'est toujours pas entièrement comprise, rappelle Simone Meloni. Les scientifiques continuent de débattre sur ce qui se passe réellement lorsque deux surfaces se touchent, glissent et se séparent, et si des électrons et des ions sont transférés entre elles, ou autre chose.»

Le système mis au point par les chercheurs doit encore être optimisé. Des prototypes d'amortisseurs à régénération sont actuellement en préparation. À l'avenir, un simple frottement entre les pneus et la route pourrait bien devenir une nouvelle source d'énergie, discrète mais précieuse.