Communiqué de presse de l'U.S. Naval Research Laboratory
22 octobre 2019
C'était le deuxième jour d'une démonstration technique longue de trois jours au David Taylor Model Basin, au Naval Surface Warfare Center de Bethesda, dans le Maryland, où les participants s'étaient rassemblés pour regarder dans l'obscurité un objet qu'ils ne pouvaient pour la plupart voir.
Il s'agissait d'un système de faisceau de puissance à longue portée et en espace libre - le premier du genre. Ce jour-là, le 23 mai, les participants ont pu voir le système lui-même: les deux tours de 13 pieds [3,96 m] de haut, l'une un émetteur laser de 2 kilowatts, l'autre un récepteur de systèmes photovoltaïques spécialement conçus. Mais l'important, le laser qui transmettait 400 watts de puissance sur 325 mètres, de l'émetteur au récepteur, était invisible à l'œil nu.
À l’une des extrémités de l’installation d’essai - l’une des plus grandes installations d’essais pour modèles de navires au monde - le récepteur convertissait l’énergie du laser en courant continu, puis un onduleur en train de transformer en courant alternatif pour alimenter plusieurs ordinateurs portables, une cafetière que les organisateurs utilisaient pour préparer du café pour les participants, ou «lattes au laser». [ "latte"en anglais se traduit par café italien ou café au lait, dans ce cas nous pourrions le traduirait par "café au laser" F4CZV]
Comme plus d'une personne l'avait remarqué, ce n'était pas vraiment une scène excitante. Mais lorsque vous transmettez des centaines de watts de puissance avec un faisceau laser, ce n’est pas ce que vous visez. Vous voulez que ce soit calme, ennuyeux et, surtout, en sécurité. Et c'était ainsi.
«Le concept, le concept, existe depuis des décennies et des démonstrations en laboratoire, mais il s’agit là d’une première et d’une nouvelle technologie en cours d’utilisation», a expliqué Tom Nugent, directeur de la technologie de PowerLight Technologies, fournisseur de matériel le projet PTROL (Power Transmitted Over Laser).
Le point culminant de la deuxième phase du projet PTROL, la démonstration a duré deux ans pour PowerLight et Paul Jaffe, ingénieur en électronique pour le US Naval Research Laboratory. Lors d'un briefing précédant la démo, Jaffe avait qualifié la manifestation de cette journée d'historique.
Les premières démonstrations de faisceaux électriques ont eu lieu en 1975, la première à Waltham, dans le Massachusetts, dans les laboratoires de Raytheon, et la seconde à la station Goldstone du réseau Nasa Deep Space en Californie. C’est là les deux manifestations les plus importantes de l’histoire, a déclaré Jaffe à son auditoire.
«Le troisième que vous allez voir dans quelques minutes», a-t-il déclaré.
À NRL [Naval Research Laboratory], Jaffe mène des recherches spatiales sur l’énergie solaire depuis plus de 10 ans, en se concentrant en partie sur la transmission de l’énergie solaire de l’espace à la Terre. L’un des plus grands défis que lui-même et les autres personnes qui s’occupent du problème ont dû relever est la taille imposante de l’émetteur et du récepteur.
"Les ondes radio ont une longueur d'onde assez longue et pour les diriger efficacement ... vous avez besoin d'une très grande antenne", a-t-il expliqué. "Mais à mesure que la longueur d'onde se raccourcit, comme c'est le cas pour la lumière infrarouge, comme nous l'utilisons aujourd'hui, l'émetteur et le récepteur peuvent être beaucoup, beaucoup plus petits."
Les panneaux photovoltaïques du récepteur sont similaires à ceux d'un panneau solaire typique, a déclaré Jaffe, bien qu'ils soient conçus pour être sensibles à la couleur de la lumière du laser, plutôt qu'au large spectre de la lumière solaire. Ils convertissent cette longueur d'onde particulière avec une efficacité bien supérieure à celle d'un système photovoltaïque solaire classique.
Debout à côté d'un moniteur diffusant en direct une caméra coûteuse et hautement spécialisée capturant le faisceau laser invisible sous la forme d'une lumière pourpre qui filtrait dans l'étendue sombre du bassin, Jaffe a qualifié le système de faisceau de puissance de nouvelle capacité remarquable. Il a dit que cela pourrait ouvrir toutes sortes de possibilités incroyables au ministère de la Défense et au secteur privé.
Imaginez l'utiliser pour envoyer de l'électricité à des endroits éloignés, difficiles d'accès ou dépourvus d'infrastructures, a-t-il suggéré. Une autre application potentielle de cette technologie serait l’alimentation de véhicules aériens électriques sans pilote (UAV), dont la durée de vol est actuellement extrêmement limitée par la durée de vie de la batterie embarquée. La troisième phase du projet PTROL consistera à utiliser de la puissance de faisceau pour envoyer de la puissance à un UAV en vol.
"Si vous avez un drone électrique qui peut voler plus d'une heure, vous vous en sortez plutôt bien", a déclaré Jaffe. «Si nous avions un moyen de garder ces drones et ces UAV en vol indéfiniment, cela aurait de très lourdes conséquences. Avec la puissance rayonnante, nous avons la possibilité de le faire. "
Eric Follstad était également présent pour la transformation et le développement de concept au US Central Command. Il a comparé la capacité de faisceau de puissance UAV proposée au ravitaillement en vol des avions pilotés.
"Je pense que c'est juste une extension logique de [ce] concept", a déclaré Follstad. «Nous pouvons maintenant recharger certaines de ces plates-formes électriques sur lesquelles nous volons.
Selon Jaffe, les faisceaux de puissance pourraient également rendre possible la transmission de l’énergie des satellites de collecte d’énergie solaire de l’espace au sol, partout où cela est nécessaire - qu’il s’agisse d’une base d’opérations avancée, d’un pays en développement ou d’un camp de réfugiés. (L’alimentation pour la manifestation de ce jour-là provenait d’une prise de courant dans le bâtiment.)
"Si nous pouvions capter la lumière solaire illimitée dans l'espace, où elle est plus lumineuse que n'importe où sur Terre, nous pourrions l'envoyer dans des endroits où il est difficile et coûteux de trouver de l'énergie aujourd'hui", a-t-il déclaré. "Si nous pouvions le faire de manière efficace et faire pour l'énergie ce que le GPS a fait pour la navigation, ce serait vraiment révolutionnaire."
Cependant, selon Jaffe et Nugent, l'aspect le plus notable de la démonstration était les systèmes de sécurité intégrés de la technologie. Personne dans l'installation de test ce jour-là ne portait de lunettes de protection au laser ou tout autre type d'équipement de sécurité, y compris le personnel exploitant le système. Pour mettre cela en perspective, un laser typique de seulement 1/2 watt nécessite des lunettes de protection.
Presque toutes les démonstrations de faisceaux électriques du passé impliquaient au moins le risque d'exposition à des densités de puissance dangereuses, qu'elles soient optiques, radio ou hyperfréquences. La sécurité de ce nouveau système a été validée par le laboratoire technique naval de la sécurité laser (LNTL-LS).
«Dans celui-ci, les systèmes de sécurité empêchent quiconque d'être exposé à des niveaux d'énergie dangereux», a déclaré Jaffe.
Parmi les défis auxquels les concepteurs ont dû faire face, il y a les effets de la neige, de la pluie et d'autres phénomènes météorologiques perturbant le faisceau laser. Mais les concepteurs ont également beaucoup réfléchi à la possibilité que des humains ou des animaux traversent le faisceau et obtiennent par inadvertance un «visage plein de laser», comme le dit Nugent.
Pour éviter de tels accidents, le système de sécurité est conçu pour détecter les objets avant qu’ils n’atteignent le faisceau laser et pour l’éteindre.
TJ Sayles, développeur senior en technologies, dirige les efforts de développement de produits pour PowerLight Technologies. Il tenait une longue tige au bout de laquelle était apposé un disque en carton de 15 millimètres de diamètre avec un côté peint en blanc et l'autre en noir. Sayles a qualifié le disque d ’« analogue d’objet étranger ».
Pour démontrer le système de sécurité pour la foule, Sayles le déclencherait en agitant le disque devant les cellules photovoltaïques du récepteur. Chaque fois qu'il le faisait, le faisceau laser était coupé, ce que les participants pouvaient confirmer en regardant en direct le signal infrarouge en direct sur le moniteur situé à proximité.
«Nous détectons des objets étrangers à l'approche du faisceau et éteignons le faisceau avant de pouvoir y entrer. Nous vérifions que le trajet du faisceau est dégagé avant de le rallumer», a expliqué Sayles. "La procédure de redémarrage automatique prend quelques secondes."
À l'avenir, PowerLight entend augmenter la puissance en watts transmise par le faisceau laser, augmenter la distance parcourue par le système et améliorer l'efficacité globale du système. Nugent a déclaré qu'il souhaitait que le processus d'utilisation soit aussi simple que d'inverser un interrupteur de lumière ou de brancher une rallonge.
«Il n'est pas nécessaire de suivre une formation de quelques jours pour pouvoir brancher une rallonge», a déclaré Nugent. “Ceci est une rallonge sans fil. Donc, vous ne devriez pas avoir besoin de suivre beaucoup de formation pour le faire fonctionner. "
Le système a reçu l’appui et les avals de la marine, des forces marines, de l’armée de terre et de la force aérienne. On s'attend à ce qu'il soit prêt à passer prochainement au Département de la défense et à son utilisation commerciale.
Fin du communiqué. Traduction Google Traducteur.
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C'est assez extraordinaire quand nous y réfléchissons. Nous parlons sans arrêt de la pollution générées par les énergies fossiles (pétrole, charbon...) des risques inhérents au centrale nucléaire, du réchauffement climatique.
A en croire les déclarations de Paul Jaffe (1) :
"Si nous pouvions capter la lumière solaire illimitée dans l'espace, où elle est plus lumineuse que n'importe où sur Terre, nous pourrions l'envoyer dans des endroits où il est difficile et coûteux de trouver de l'énergie aujourd'hui"
Si nous pouvions donc capter la lumière solaire et la transférer sur la terre, où sur toute autre planète, la Lune par exemple, nous aurions une source d'énergie inépuisable et non polluante. Imaginez les applications....
Personnellement, je compare cette démonstration à celles effectuées au 19eme siècle par les "inventeurs" de l'époque.
Comment ne pas évoquer Thomas Edison (1847-1931) ancien télégraphiste de la " Western Union Company" inventeur prolifique (plus de 1 000 brevets), pionnier de l'électricité, diffuseur, vulgarisateur....
Comment ne pas évoquer lors de l'Exposition internationale d'Électricité de Paris de 1881, Marcel Deprez présentant pour la première fois une installation de distribution d'énergie électrique alimentée par deux dynamos. Cela débouchera à l’automne 1882, à la création des premiers réseaux électriques apparaissent simultanément à New York et Bellegaade, en France (2).
L'histoire est un perpétuel recommencement (Thucydide historien Grev 465 - 397 av J.-C.)
L'article original en anglais est à lire (ICI)
Richard
F4CZV
73
(1) Paul Jaffe (né en 1973) est un ingénieur électricien américain qui travaille au " Spacecraft Engineering Department, United States Naval Research Laboratory" (Département d'ingénierie des engins spatiaux du Laboratoire de Recherche Navale des États-Unis) . Il est connu pour ses recherches sur le rayonnement solaire et l’énergie solaire spatiale .
(2) Bellegarde-sur-Valserine la première ville électrifiée de France juste avant La Roche-sur-Foron en 1885 et Bourganeuf en 1886. Selon les sources, 30 ou 90 lampes ont été installées pour l'éclairage public et certains particuliers. La concession caduque fit que l'éclairage fut interrompu jusqu'en 1886.
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