PUISSANCE sans fil ! Oui, les États-Unis développent une technologie de transfert d'énergie sans fil pour alimenter les troupes de première ligne

Des chercheurs militaires américains développent une technologie de transfert d'énergie sans fil pour améliorer la vitesse d'approvisionnement en énergie et la résilience des actifs militaires de première ligne éloignés de l'infrastructure énergétique.

La Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des États-Unis travaille sur le programme Persistent Optical Wireless Energy Relay (POWER), qui vise à concevoir et à démontrer des relais d'énergie optique aéroportés qui feront partie d'un système dynamique, adaptatif, à la vitesse de la lumière. Web d'énergie sans fil.

"C'est l'Internet pour l'énergie - exploitant des réseaux résilients à trajets multiples pour acheminer l'énergie de sources abondantes vers les consommateurs en manque d'énergie", a déclaré le colonel Paul Calhoun, responsable du programme POWER au Bureau de la technologie tactique de la DARPA.

"L'armée est confrontée à des défis énergétiques particulièrement aigus, qui sont à l'origine de cette innovation. Nous devons souvent opérer loin des infrastructures énergétiques établies et compter sur des carburants liquides qui nécessitent des lignes d'approvisionnement précaires", a déclaré Calhoun.

Actuellement, les plates-formes militaires dotées d'une capacité de livraison d'armes à longue portée, d'endurance ou importante doivent être suffisamment grandes pour stocker la quantité de carburant liquide nécessaire à l'accomplissement d'une mission.

Cependant, avec l'introduction des réseaux de transfert d'énergie sans fil, ces plates-formes deviendraient des conduits plutôt que des conteneurs, permettant des capacités importantes telles qu'une portée ou une endurance illimitée, même sur de petites plates-formes peu coûteuses.

La science derrière la transmission de puissance est la même que dans la communication sans fil.

"Vous avez besoin d'une source d'énergie; vous convertissez cette puissance en une onde de propagation, généralement électromagnétique, l'envoyez dans l'espace libre, la collectez à travers une ouverture, puis la reconvertissez en électricité", a déclaré Calhoun.

L'obstacle à la réalisation de cette technologie est «l'efficacité de conversion».

Dans un réseau d'énergie optique comprenant plusieurs «nœuds», la conversion d'une onde se propageant en électricité et en onde se propageant à chaque nœud entraîne des pertes inacceptables. Chacune de ces conversions est relativement inefficace et les empiler sur le Web n'est pas pratique.

"Le programme POWER développera des relais de faisceaux de puissance efficaces qui redirigent les transmissions d'énergie optique tout en maximisant la qualité du faisceau à chaque point du chemin, en récoltant sélectivement l'énergie selon les besoins", a déclaré Calhoun. "Il s'agit d'un effort de développement en trois phases, aboutissant à une démonstration convaincante en vol de relais d'énergie", a-t-il déclaré.

Un flux d'énergie rapide et résilient à travers l'espace de combat offre un avantage militaire décisif, comme l'ont démontré à maintes reprises plusieurs percées dans le transport d'énergie telles que les voies romaines, les chemins de fer, la guerre mécanisée, les ravitailleurs en vol, etc.

"Nous pensons que le Web de l'énergie sans fil permettra la prochaine révolution énergétique", a déclaré Calhoun. "Cela comprimera considérablement les délais de transport et fournira de manière résiliente de l'énergie distribuée aux consommateurs dans les airs, sur terre, en mer, sous la mer et dans l'espace", a-t-il ajouté.

Outre la DARPA, l'US Navy travaille également sur le transfert d'énergie sans fil. En avril, une équipe de chercheurs de l'US Naval Research Laboratory (NRL) a démontré la faisabilité d'un faisceau de micro-ondes terrestre en transmettant avec succès 1,6 kilowatts de puissance sur un kilomètre à l'aide d'un faisceau de micro-ondes de dix gigahertz (GHz).

Il s'agissait de la démonstration de transmission de puissance la plus importante en près de 50 ans et a été menée au US Army Research Field à Blossom Point, Maryland.

La démonstration faisait partie du projet Safe and Continuous Power Beaming - Microwave (SCOPE-M) de la LNR, financé par le Fonds d'amélioration de la capacité énergétique opérationnelle du Bureau du sous-secrétaire à la Défense pour la recherche et l'ingénierie.

Le SCOPE-M comprend des dizaines de milliers d'antennes en bande X. Chaque antenne est connectée à une petite diode redresseuse qui convertit la puissance micro-onde incidente en courant électrique continu.

Selon Brian Tierney, un ingénieur en électronique SCOPE-M, la démonstration était pertinente par rapport à l'intérêt du département américain de la Défense (DoD) pour la transmission d'énergie sans fil depuis l'espace, ce qui impliquerait que les soldats reçoivent de l'énergie pour leur équipement.

Tierney a expliqué qu'un réseau de rectenna (antenne de redressement) similaire utilisé pour SCOPE-M pourrait être utilisé dans l'espace.

"Bien que SCOPE-M soit une liaison de transmission de puissance terrestre, c'était une bonne preuve de concept pour une liaison de transmission de puissance spatiale. Le principal avantage de la transmission de puissance espace-terre pour le DOD est d'atténuer la dépendance à l'approvisionnement en carburant pour les troupes, qui peuvent être vulnérables aux attaques », a déclaré Tierney.