Grossir : un chemin pour la durabilité

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1 Olympiades de physique France 2013 Grossir : un chemin pour la durabilité Étude de l effet piézoélectrique Par : ALMEIDA Susana GOLDIN Ariel SANTOSCOY Mauricio Elèves de terminale scientifique au Lycée Franco-Mexicain

2 Sommaire 1. Introduction... p 2 2. Résumé... p 3 3. C est quoi la piézoélectricité?... p 3 Aspect chimique Aspect physique 4. Matériaux piézoélectriques... p 6 5. Applications... p 7 Effet direct Effet indirect 6. Production d énergie... p 8 À petite échelle À grande échelle 7. Notre projet... p 11 Objectifs Contraintes et solutions À la recherche de solutions techniques Produit final 8. Vers la durabilité?... p Conclusion... p Introduction Dés le début des cours en SI nous avons cherché un projet dans le cadre du développement durable. L énergie solaire, éolienne et même hydraulique sont déjà très fréquentes et bien étudiées. Nous avons alors pensé à toute l énergie qui est gaspillée chaque jour avec nos mouvements. Nous nous sommes demandé s il existait une manière de récupérer cette énergie et de la transformer en électricité. Après plusieurs recherches, nous avons finalement trouvé un phénomène qui pourrait être utilisé pour réaliser ce que nous souhaitions : la piézoélectricité. L objectif de notre TPE, maintenant transformé en projet pour les Olympiades de Physique vise à construire une plateforme suffisamment performante pour produire l électricité nécessaire pour allumer une série de LEDs en autonomie. Vu les caractéristiques si particulières de la piézoelectrcité, la question de la durabilité s est posée. La piézoélectricité peut-elle entrer dans le cadre d un développement durable? 2

3 2. Résumé L objectif du projet est de mettre en œuvre des méthodes expérimentales dans le but de modéliser une production d énergie par l effet piézoélectrique et ainsi être capable d analyser si cette source d électricité peut entrer dans le cadre du développement durable. a) Étude de l effet piézoélectrique, du principe physique-chimique, recherche de matériaux possédant cette propriété. b) Modélisation de mini-plateforme avec des matériaux piézoélectriques, de systèmes utiles à la mesure de l électricité produite et de la relation poids/énergie. c) Fabrication de deux plateformes piézoélectriques : une avec des buzzers et l autre avec des plaques piézoélectriques. Comparaison des données obtenues. d) Inclure la piézoélectricité dans le cadre du développement durable. 3. Définition La piézoélectricité (du grec «piézein» presser, appuyer) est la propriété possédée par certains corps qui se polarisent électriquement sous l action d une contrainte mécanique. Inversement, ces corps peuvent se déformer sous l action d un champ électrique. Ce phénomène a été découvert au XIXème siècle par les frères Pierre et Jacques Curie Effet piézoélectrique direct contrainte mécanique Elément piézoélectrique tension électrique Effet piézoélectrique inverse tension électrique Elément piézoélectrique contrainte mécanique 3

4 L effet piézoélectrique : aspect chimique De nombreux cristaux composés de cations (ions de charge positive) et d anions (ions de charge négative) génèrent un courant électrique lorsqu ils sont soumis à une contrainte mécanique, telle qu une pression. Grâce à cette contrainte mécanique la structure ionique stable des cristaux est déformée, modifiant la disposition des ions. Le nuage électronique se voit donc déformé et deux parties se forment dans les cristaux ; l une avec majorité de charges négatives, et l autre avec plus de charges positives. Une différence de potentiel électrique se forme, soit une tension. La propriété qui permet à certains cristaux de produire un courant électrique est leur structure pérovskite : En prenant l exemple de la structure du titanate du plomb (matériel qu on veut utiliser) les anions oxygène forment les sommets des octaèdres tandis que les cations Pb 2+ et Ti 4+ occupent respectivement leur centre et les sites entre les octaèdres La pression stimule un déplacement du cation central Ti 4+ ce qui provoque une répartition irrégulière des charges, c'est-à-dire que dans une partie du cristal il y a plus de cation que d anions et une déformation du nuage électronique. 4

5 En résumé, c est cette déformation qui crée un courant électrique avec deux pôles qui se mettent en place : le pôle positif, la partie chargée partiellement à cause des cations ; et le pôle négatif, l autre partie qui possède une majorité d anions. L effet piézoélectrique : aspect physique Becquerel a montré qu il existe une relation entre la pression exercée sur le cristal et la tension produite. La tension et la pression exercée sont liées par la relation: U = S * P o U : tension en Volts o P : la pression exercé sur le cristal en Pascals o S : constante de sensibilité Or, la constante de sensibilité dépend de deux choses : la constante piézoélectrique et la largeur du cristal. On a : S = k * h o k : constante piézoélectrique o h : la largeur du cristal en m Donc on peut dire que U= k*h*p La constante piézoélectrique change avec le matériau utilisé. Cette constante est obtenue à partir d expériences rigoureuses dans les laboratoires. Dans le tableau ci-contre sont présentées les constantes piézoélectriques des matériaux les plus utilisés. 5

6 4. Matériaux piézoélectriques Rapidement après la découverte de la piézoélectricité, plusieurs matériaux ayant cette caractéristique ont été trouvés. Néanmoins des nouveaux matériaux continuent à apparaître, toujours avec des meilleures caractéristiques et performances. Maintenant les matériaux, leurs présentations, leurs tailles, peuvent s adapter à leurs applications pratiques et non l inverse comme on le faisait il y a quelques années. C est pour cela que les innovations dans le domaine de la piézoélectricité sont à l ordre du jour. Les matériaux piézoélectriques peuvent être soit des cristaux ou matières minérales naturelles, soit des créations de l homme. Cristaux naturels Berlinite. Quartz Topaze. D autres matériaux L os L émail dentaire. Ceramiques et cristaux fabriquées par l homme Phosphate de gallium, Titanate de barium. Sodium tungstane. Lithium niobate. Titanate zirconate de plomb nommé PZT par ses sigles en anglais. Ses propriétés piézoélectriques sont efficaces pour fabriquer des outils de type capteurs ou actionneurs. Les plaques piézoélectriques que l on a acheté aux État-Unis sont en PZT. Plaques piézoélectriques Film piézoélectrique Présentation gel 6

7 Ceramiques sans plomb fabriquées par l homme Sodium potassium niobate. Ferrite de bismuth. Titanate de bismuth. Polymères (Substance composée de macromolécules) Polyvinylide fluoride Polyvinylide de flouride en boules de gel La performance des différents matériaux est différente, leur prix et accessibilité sont tout à fait inégaux. La plupart des matériaux sont encore très rares, et par conséquence, trop chers. Il n y que quelques entreprises qui les fabriquent et distribuent. La piézoélectricité reste encore un domaine qui se renouvelle chaque jour mais qui manque de recherche et d investissement au Mexique. C est pour cela que dans notre pays presque tous les matériaux piézoélectriques artificiels peuvent être considérés comme inexistants. 5. Applications : L effet direct : Les capteurs La première application industrielle et la plus présente de nos jours des piézoélectriques est pour des capteurs, ils sont appelés transducteurs piézo-électriques. Grâce à la capacité des piézoélectriques de créer une tension dès qu une force leur est appliquée, ils sont utilisés pour une grande variété de capteurs : Accéléromètres : Un cylindre avec une bille et un capteur piézoélectrique sur chaque base permet de détecter le mouvement et la vitesse sur un axe. Plusieurs accéléromètres sont placés dans les systèmes pour pouvoir capter le mouvement sur tous les axes comme dans la manette de la console de jeux vidéo Wii ou dans quelques systèmes de sécurité routière. Capteurs de vibration : des capteurs piézoélectriques sont utilisées pour capter les vibrations qui sont aussi une action mécanique comme sur des systèmes anti cambriolage des voitures et le phonographe. Capteurs de vibrations sonores : la première application, comme beaucoup de systèmes innovants, a été développé par l armée. Un système qui capte des vibrations ultrasonores créés par lui même, grâce à une plaque de quartz, peut faire une image d un environnement invisible ou lointain (en calculant le temps d aller-retour de l onde émise puis réfléchie) :c est le premier sonar. De plus, ces capteurs sont utilisés pour des microphones. 7

8 Capteurs d impact : Des transducteurs sont placées dans des systèmes où l on veut calculer la force appliquée et le moment de son application comme dans des batteries (instrument de musique) électriques ou des capteurs de proximité comme dans le métro japonais ou les escaliers électriques qui s actionnent uniquement quand les matériaux envoient un signal de présence d un utilisateur. 6. Applications : production d énergie Actuellement les piézoélectriques ne sont presque pas utilisés pour la production d électricité. À petite échelle. Le briquet piézoélectrique Le briquet piézoélectrique est un exemple de création d un arc. En appuyant sur le bouton, l élément piézoélectrique reçoit une pression. Implants expérimentaux utilisant la piézoélectricité Ces implants peuvent être placés dans de nombreux endroits du corps où il y a un mouvement constant. Le mouvement respiratoire est le cas le plus clair, mais il y a beaucoup d'autres. Le cas le plus connu pour l utilisation de cet implant est celui du pacemaker Un pacemaker à base de matériaux piézoélectrique Un t-shirt pour recharger le portable La compagnie téléphonique Orange profite chaque année du festival de musique de Glastonbury pour lancer un produit innovant permettant de recharger son téléphone portable. Ce t-shirt nommé "Sound Charge" est équipé d'un dispositif piézoélectrique permettant de recharger son téléphone portable à partir du son émis lors du festival. 8

9 Produire de l énergie en marchant Il existe aussi des chaussures pour produire de l'énergie en marchant. Un élément piézoélectrique est introduit dans les semelles d une paire de chaussures. L armée américaine a déjà utilisé ce système pour recharger tous les appareils électriques tels que les walkies-talkies, radios, GPS, etc. Afin de rendre les soldats électriquement indépendants. Pour rendre le trajet lumineux et clair quand il fait noir, il existe des chaussures de course équipées de polymères électroluminescents alimentés par des générateurs piézoélectriques. Conçus par le designer industriel mexicain Alberto Villarreal, ces chaussures aident les sportifs à éclairer leurs chemins sans avoir à transporter quoi que ce soit. À grande échelle Même si cette source d énergie n est pas encore massivement exploitée à grande échelle, il existe des endroits où l on commence à utiliser. Parking piézoélectrique Dans la ville de Gloucester, en Angleterre, un parking de grande surface commerciale a été équipé de matériaux piézoélectriques. Cette installation permet de récupérer de l'énergie à chaque passage de véhicule et, ainsi, d'alimenter les caisses de paiement du supermarché. Métro piézoélectrique à Tokyo De même, dans le métro de Tokyo, on a équipé le sol des stations de plaques piézoélectriques qui produisent de l'énergie au passage des centaines de passagers descendant des wagons. 9

10 Une autoroute électriquement autonome Une recherche en Israël consiste à placer des matériaux piézoélectriques sous la surface de la route pour que l'énergie mécanique des voitures puisse être capturée et transformée en électricité. Les routes deviennent donc des sources de production d'énergie. Route principale d Israël qui va du Nord au Sud du pays. L effet inverse Piste de danse autosuffisante Les générateurs de vibrations À Amsterdam, Rotterdam, Londres et bientôt New York, des boîtes de nuit ont inauguré des pistes de danse qui transforment en électricité les sautillements des danseurs. Ils alimentent ainsi une partie des spots et espèrent réduire de 30 %, voire de 60 %, leur facture d'électricité. Le sol est légèrement mobile, sur ressorts, et les vibrations sont converties en électricité grâce à des matériaux piézoélectriques Une autre application importante dans l industrie est celle de l effet piézoélectrique inverse, grâce à la capacité de vibrer des matériaux piézoélectriques lorsqu un courant leurs est appliqué. Générateurs de son audible : Des transducteurs piézoélectriques sont utilisées aussi pour produire du son, ils sont utilises dans des écouteurs normaux ou flexibles, des buzzers, même dans des systèmes qui ne peuvent être écoutés que quand on les mord. Générateurs de ultra sons : Utilisées dans des appareils chirurgicaux. Horloges : Dans les montres, les chronomètres, un cristal de quartz vibre toujours à la même fréquence et cette vibration est mesurée et permet d indiquer le temps écoulé. 10

11 7. Notre projet Objectifs Quand nous avons finalement découvert la piézoélectricité et toutes les façons de créer de l énergie durable, ce thème commença à nous intéresser beaucoup. Cependant, il fallut encore du temps pour arriver à notre projet final. Tout d abord, nous avons voulu reproduire le projet de la compagnie Orange qui a été présenté au festival de rock de Glastonbury sur le T-shirt portant un film piézoélectrique qui convertit les ondes sonores en électricité. Nous avons aussi eu l idée de mettre des éléments piézoélectriques dans la semelle de nos chaussures afin de créer de l électricité avec la force produite par les pas et pouvoir charger un portable. Nous n avons pas pu réaliser aucun de ces deux projets puisque c était très compliqué à faire et que les matériaux qu on voulait utiliser ne se trouvent qu aux États-Unis et ils étaient donc très chers. C est alors que nous avons eu l idée de travailler notre projet sur une plateforme appuyée sur des matériaux piézoélectriques. Contraintes et solutions Dans n importe quel projet des complications se présentent : le choix du sujet, les tâches de chaque membre, jusqu à l adaptation et relation de l équipe. Pour notre projet qui a commencé comme TPE, il y a eu beaucoup de difficultés tout au long de l année de Première. Du fait que tous les membres de l équipe n étaient pas complètement convaincus par le thème choisi. Nous avons consacré des sessions complètes à faire des recherches et voir si notre projet était faisable. La recherche nous a aidés, de même, à bien comprendre ce thème si peu étudié au Mexique. À la fin de notre recherche, nous avons conclu que nous avions dans nos mains un sujet très complexe, très nouveau, avec peu d information sur internet ou dans les magazines, et qui représentait un défi et des efforts additionnels si nous voulions l étudier. Finalement, une fois l équipe décidée à travailler le TPE sur la piézoélectricité, le projet a marché beaucoup plus vite et mieux. Il a si bien marché, que nous avons décidé de le continuer pour les olympiades de physique. Sans doute, ce qui a posé le plus de problèmes a été la recherche des matériaux piézoélectriques. Comme mentionné, ils sont presque inexistants au Mexique et il fallait les chercher en dehors du pays. Les États-Unis étaient la meilleure option du fait de la proximité avec le Mexique. Seul 4 entreprises commercialisent leurs produits à travers l internet. C était un peu effrayant de rentrer dans les sites internet des entreprises où sur la page d accueil il y avait un 11

12 char de combat et à côté une plaque piézoélectrique. Ce sont des entreprises très sérieuses qui peut être n auraient pas fait attention à un groupe d élèves de lycée. On a trouvé dans deux entreprises exactement ce qu on cherchait. Piezo ceramics, avec les prix plus accessibles et du matériel prêt à brancher simplement. Néanmoins, on l a trouvé un peu tard et le lycée a pensé que cela allait être très difficile d apporter le matériel depuis le Massachusetts où se trouve l entreprise. Pour le TPE donc, nous n avons pas réussi à les acheter. Pourtant, cette fois-ci, vu qu on participe aux Olympiades de Physique, le Lycée a accepté d acheter le produit. Malheureusement il est resté à New York et il n a pas encore pu arriver au Mexique à cause de l ouragan Sandy. Néanmoins, pendant le TPE, la décision était prise et au lieu de se lamenter il fallait chercher une autre solution. On aurait pu juste présenter l effet piézoélectrique, mais nous voulions présenter un travail additionnel à la recherche, nous pensions faire notre plateforme. D après des longues recherches on a trouvé que les seuls matériaux accessibles, prêts à utiliser au Mexique étaient les buzzers. Finalement, on a travaillé avec ce matériel très bon marché mais qui a fonctionné correctement pour la plateforme que nous prétendions de construire. La première petite plateforme que nous avons construite a fonctionné très bien et nous l avons utilisé pour la Fête des Sciences. Même si elle était très petite et n allumait que trois LEDs, les élèves se sont montrés beaucoup plus intéressés après avoir vu que ce que nous venions de leur expliquer n était pas seulement une théorie, et que c était faisable même avec des matériaux très bon marché. La Fête des Sciences nous a aidés énormément. D abord, nous avons fait connaître notre TPE et nous avons introduit nos camarades dans le monde de la piézoélectricité. Aussi, grâce à l énorme publicité que nous avons faite dans le Lycée, nous avons pu présenter le phénomène piézoélectrique à plus de dix classes, ce qui nous a servi pour préparer notre présentation orale. Nous avons fait des corrections, nous avons déterminé la partie de chacun et le plus important est que nous avons gagné de la confiance, nous nous sommes entraînés avec les questions des élèves et des professeurs qui ont créé de nouveaux doutes et qui nous ont obligés à nous interroger et à essayer d aller plus loin. Vu le succès de notre projet, on voulait aller plus au-delà de notre petit lycée et c est pour cela que nous nous sommes inscrits aux Olympiades. La piézoélectricité, est un sujet exceptionnel, innovant et qui pose encore beaucoup de questions à résoudre. 12

13 Expériences Chercher des matériaux piézoélectriques convenables pour une production considérable d énergie était notre principal objectif. Les buzzers viennent résoudre nos conflits, mais aussi à créer d autres soucis. Un buzzer est un élément piézoélectrique qui produit un son caractéristique quand on lui applique une tension. Après quelque temps de recherche nous avons trouvé qu en appliquant une pression sur lui, il pourrait produire une tension capable d allumer une LED grâce à la propriété des matériaux piézoélectriques déjà expliquée. Nous avons donc fait l expérience en connectant une LED à un buzzer avec deux câbles soudés à celui-ci. En effet on arrive à allumer jusqu à trois LEDs quand nous frappons sur le buzzer. Ce résultat dure moins d une seconde puisque l effet piézoélectrique n est pas constant, mais cette première expérimentation démontre bien la création d un courant électrique grâce à une pression exercé. Ensuite nous nous sommes confrontés à la difficulté de souder des câbles aux buzzers pour continuer à expérimenter. La fragilité de ce matériel empêcher un processus de soudure pratique et facile. Si le matériel s échauffe, souder devient impossible, il faut attendre qu il refroidisse. Après avoir vu que l énergie produite par un buzzer peut allumer une LED nous avons voulu faire plus d expériences pour trouver les solutions techniques pour rendre notre produit le plus efficace possible. Nous avons commencé à faire des tests avec les buzzers pour voir quel type de contact, quel support et où ils arrivaient à produire plus d énergie en mesurant la tension avec un oscilloscope et en tapant avec le doigt. Nous avons conclu que nous ne pouvons pas appliquer toujours la même énergie et que nos résultats étaient affectés par cela. C est pour cela que nous avions adapté un moteur excentrique pour faire une machine qui grâce à un moteur applique toujours la même énergie sur le buzzer emprisonné entre deux plaques en aluminium. Nous avons poussé cette étude et nous avons crée une plateforme avec 9 buzzers branchés en parallèle. Avec ce système nous sommes arrivé à allumer jusqu à cinq LED seulement avec un coup de main. Le problème a été à nouveau la soudure, au bout de nos présentations 3 des 9 buzzers étaient dessoudés. 13

14 À la recherche de solutions techniques Grâce à un oscilloscope et aux deux systèmes que nous avons fait, nous avons pris plusieurs mesures pour arriver à rendre notre système le plus performant possible. Expérience En volts Excentrique Chute d'une bille de 32.2g à 28cm Pression progressive avec le doigt Analyse du support Sur un objet solide Sur mousse Avec la carcasse 17 16,4 9,6 20,1 13,6 11,6 24,2 25,4 9,2 17,6 16,4 9,8 19,2 25,4 11,4 20,2 24 8,4 14,6 14,2 11,4 13,8 13,4 7, ,2 9,2 12,4 9,2 8, ,2 25,4 8,8 7,4 8 22,3 7,2 7,4 25,4 7,6 6,2 16,6 7,6 7,4 11,4 7,4 7,8 11,2 7,6 8 9,4 7,1 8,4 3 Analyse de point d'application Expérience En volts Excentrique Chute d'une bille de 32.2g à 28cm Au centre Excentré Derrière ,1 14,4 1,2 24,2 21,2 1,4 17,6 15,2 0,8 19,2 12,8 1 20, ,6 11,2 8,2 13,8 7,6 7,6 18 5,4 6,8 12, ,6 9,2 13,2 6,5 7 Nous avons observé que: -L énergie appliquée au centre et sur la face avant produit le plus de tension. -Avec le moteur excentrique et les chutes de bille, la production avec et sans mousse est la plus efficace et assez semblable. -Quand on applique une pression avec le doigt, le buzzer avec la carcasse est le plus efficace. -Au cours de nos mesures nous avons complètement cassé la couche de titanate du buzzer avec carcasse et du buzzer sur un matériel solide. Tableau conclusion Expériences Avec le Excentrique Chute En Volts doigt Sur objet solide Sur mousse ,6 Avec la carcasse Au centre Excentrée 14 7 Derrière

15 Nous savons que : -Les matériaux piézoélectriques produisent une énergie proportionnelle à la pression (force/aire) et à la déformation. Alors nous avons conclu que : La différence de production avec et sans mousse n est pas considérable. Quand la pression est exercée avec le doigt, qui est l effort le plus semblable à un pas, le buzzer avec carcasse est le plus efficace. L énergie doit être appliquée au centre avec un contact le plus petit possible (si on diminue l aire on augmente la pression). Il faut considérer que pour protéger le matériel piézoélectrique, la mousse doit être utilisée. Par ailleurs, lors d un choc, la tension produite par le capteur piézoélectrique est positive puis négative. Afin de récupérer le maximum d énergie, nous avons réalisé les systèmes suivants. 15

16 Produit final : Analyse fonctionnelle 16

17 Avec les nouveaux matériaux achetés aux États-Unis, nous ferons aussi une plateforme qui aura une production d électricité beaucoup plus élevée. 8. Vers la durabilité? On peut parler d un produit appuyant le développement durable seulement s il respecte les trois aspects de ce développement : l écologique, l économique et le social. Avant on parlait d un développement écologique mais on a appris que ce développement doit être aussi viable, équitable et vivable. Depuis 1965, qu on parle de développement durable. On a appliqué ces trois concepts à notre projet pour considérer si notre produit est en accord avec le développement durable. Écologique Atouts Ce projet vise à réduire l utilisation des usines nucléaires pour produire de l énergie électrique. En France, 76,2% de l énergie électrique produite vient d une centrale nucléaire. Avec notre système, nous pourrions réduire ce pourcentage en l utilisant pour l éclairage dans certaines rues, dans certaines pistes de danse, ou même dans le métro. On peut réduire l émission des gaz à effet de serre avec les mêmes applications. En 2007 la France a émis 369 millions de tons de CO 2 (principal gaz à effet de serre). Les matériaux piézoélectriques proposent une réduction de l énergie fossile consommée mais aussi une diminution de l énergie consommée ce qui générera une augmentation de la durée de vie des systèmes car les piézoélectriques peuvent mettre sous tension les systèmes qu ils alimentent uniquement quand l utilisateur est présent. C est une des seules «énergie propre» qui n a pas un effet secondaire négative à cause de la consommation d énergie. L énergie que ce type de systèmes consomme ne sert à rien, au contraire de l énergie éolienne solaire ou géothermique. De plus l impact écologique dû à l utilisation de ces systèmes est nul ou presque nul au contraire des centrales hydrauliques qui altèrent complètement l écosystème en causant des inondations et des variations climatiques. Il n y a pas les inconvénients de l énergie solaire qui ne fonctionne que pendant le jour. Avec le système piézoélectrique nous pouvons avoir de l énergie électrique à n importe quelle heure. 17

18 Désavantages La production d énergie aujourd hui avec les systèmes piézoélectriques est très faible. On ne peut que parler d une réduction et pas d une substitution dans la production d énergie électrique parce que les systèmes fonctionnent lorsqu il y a une action mécanique qui les déforme. Il n est pas une production d énergie constante. On retrouve beaucoup des matériaux piézoélectriques dans le monde, mais les matériaux piézoélectriques performants sont moins nombreux. Et le plus grand problème c est que la plupart d entre eux ont du plomb. L utilisation du plomb rend toxique le matériau et le contact du plomb avec des êtres vivant est nocif. Pour pouvoir vraiment utiliser les piézoélectriques on a besoin, à cause du caractère discontinu de la production énergétique des piézoélectriques, d une batterie pour gérer et homogénéiser le courant. Et de nos jours la majorité des piles ne sont pas performantes et très polluantes, et celles qui ne possèdent pas ses caractères sont très chères et rares comme les supra condensateurs. Social Cette source d énergie rentre aussi dans le cadre social puisque la présence et la participation des êtres humains pour créer de l énergie grâce à la piézoélectricité sont impératives. Ceci a aussi un avantage social puisque de nouveaux métiers pourraient être crées. Des métiers de main d œuvre et surtout de recherche. Économique Les Avantages Les Désavantages On ne sera plus obligé d acheter des piles pour certains appareils. A long terme, quand le pétrole sera plus cher, la piézoélectricité sera une des formes les moins couteuses de produire de l électricité. On n a pas besoin de mensuellement ce type d électricité. C est un moyen de gagner de l argent avec l énergie que l on dépense en se déplaçant et en faisant des activités quotidiennes. Les matériaux piézoélectriques qui servent pour récupérer une grande quantité d énergie sont chers. La recherche des nouveaux matériaux a un cout très élevé. 18

19 Très peux d entreprises fabriquent ce type de matériels donc elles peuvent le vendre très chers et en plus on doit payer les frais d importation. Des accumulateurs qui peuvent stocker une telle grande quantité d énergie comme celle de la boite de nuit Watts sont très difficiles à trouver et sont très chers aussi. 9. Conclusion On ne peut donc pas complètement dire que ce type d énergie appartient au développement durable puisqu il ne remplit pas complètement les demandes sociales, écologiques et économiques. Les produits piézoélectriques sont encore rares au Mexique, la plupart de ces produits sont polluants et peu accessibles. Certes, la piézoélectricité actuellement a encore plusieurs désavantages qui limitent son développement, pourtant notre projet nous a donné des espoirs car c est un projet avec un budget faible et à petite échelle. Imaginons si on dimensionne ce qu on a fait à une plus grande échelle : cette énergie pourrait véritablement devenir durable. Quand le pétrole deviendra trop cher et que l ère de la microconsommation arrivera, l électricité produite avec la piézoélectricité deviendra beaucoup plus viable. Même si elle ne peut faire marcher une entreprise ou une ville à elle seule, elle pourrait représenter, sans doute, une réduction énorme dans la consommation d énergie. En effet on pourrait profiter de l énergie produite par nous même, le gaspillage énergétique sera diminué. Quant à la production, on ne peut pas faire de conclusions intéressantes vu que la plateforme que l on a développée n utilisait que des buzzers, un matériel très peu puissant qui n est pas fait pour produire de l électricité. Mais en moins d un mois nous allons pouvoir réaliser une plateforme avec des plaques piézoélectriques spécialisés qui nous permettra de répondre à notre problématique de manière plus juste. Remerciements Nous tenons à remercier M. Mazière professeur d électronique et M. Hubert professeur de génie mécanique ainsi que nos camarades du projet initial Miguel, Erick, Diego et Isabel sans qui ce projet n aurait pas pu être réalisé. Nous adressons aussi nos remerciements à M. Guerret, chef des travaux, pour avoir cru en notre projet et nous avoir aidé autant qu il le pouvait et à M. Courrian pour nous avoir permis d ancrer notre projet dans les Olympiades de Physique. 19

20 Sitographie