Des algues alimentent un microprocesseur plus de six mois grâce à la photosynthèse

Une colonie de Synechocystis, plus connue sous le terme d’algues bleues, coincée dans un boîtier de la taille d’une pile AA, a alimenté en énergie une puce Arm pendant plus de six mois, grâce à l’énergie de la photosynthèse. Cette étude a été menée à bien par des chercheurs de Cambridge et publiée le 12 mai dans la revue Energy Environmental Science.

La photosynthèse, ça fonctionne, même de nuit !

Non, les ordinateurs à l’algue bleue n’arriveront pas demain dans les magasins, ni après-demain. Il n’empêche, la performance est là.

Les algues étaient enfermées dans un boîtier de plastique et d’acier avec une anode en aluminium. Le tout était placé sur le rebord de la fenêtre d’un des participants à l’étude, de février à août 2021. Elles sont parvenues à alimenter une puce Arm Cortex-M0+ en train de réaliser des calculs simples et de les vérifier dans un cycle de 45 minutes, avec 15 minutes de veille.

Dans l’étude publiée par Energy Environmental Science les scientifiques ont constaté que la production d’énergie continuait de nuit. Ils estiment que les micro-organismes stockaient une partie de leur « nourriture » récupérée en journée pour continuer à s’alimenter. « Nous avons été impressionnés par la constance avec laquelle le système a fonctionné sur une longue période. Nous pensions qu’il s’arrêterait après quelques semaines, mais il a continué à fonctionner », s’est réjoui le Dr Paolo Bombelli, premier auteur de l’article via communiqué.

Cette expérience s’inscrit dans un domaine en plein essor, la biophotovoltaïque. Cela consiste à étudier les méthodes possibles pour exploiter l’électricité générée par les micro-organismes biologiques en transformant la lumière lors du processus de photosynthèse. Le but est, sans surprise, de trouver une nouvelle source d’énergie à l’impact environnemental très faible.

L’Internet des objets, aboutissement idéal de la biophotovoltaïque

La biophotovoltaïque n’est pas pensée pour devenir une alternative à d’autres moyens de produire de l’électricité à grande échelle. The Verge rappelle que la photosynthèse est très inefficace, puisqu’une plante absorbe en moyenne 0,25% de l’énergie solaire, là où un panneau solaire en récupère 20%.

Dans l’étude des chercheurs de Cambridge, il est précisé que la puce utilisée est très basse consommation, environ 0,3 microwatt par heure. Une ampoule LED faible consommation, représente environ 10 watts, un ordinateur de bureau moyen 100. Les algues bleues sont loin du compte.

Les scientifiques, parfaitement conscients de cette limite, imaginent néanmoins une utilité de taille pour leur découverte, l’Internet des objets. Dans le résumé de l’article ils notent que « La consommation électrique d’un seul appareil de l’Internet des objets est modeste, allant de μW à mW ».

Le professeur Christopher Howe, coauteur principal de l’article, constate, « L’Internet des objets en pleine expansion a besoin d’une quantité croissante d’énergie, et nous pensons qu’elle devra provenir de systèmes capables de générer de l’énergie, plutôt que de simplement la stocker comme des batteries ».

Les minéraux comme le Lithium ou le Cobalt utilisés dans les batteries font déjà l’objet d’une course entre la Chine et les États-Unis, tant leur nombre risque d’exploser dans les années à venir. Selon le communiqué de l’université de Cambridge, pour alimenter les IoT avec des batteries « il faudrait trois fois plus de lithium que ce qui est produit annuellement dans le monde ». La promesse de la biophotovoltaïque est de réduire au maximum l’impact environnemental de l’alimentation des IoT. Des perspectives extrêmement alléchantes.