Vous associez probablement les piles AA aux télécommandes, aux horloges murales ou aux jouets qui prennent la poussière sous votre table basse. Ils sont omniprésents. Minuscule. Évident. À l’intérieur de cette enveloppe en zinc, une réaction chimique produit des électrons. Du négatif au positif. Le courant circule. Simple.
L’électricité change notre façon de nous déplacer. Les voitures sont électriques depuis le 19ème siècle. Désormais, les hybrides et les véhicules électriques complets dominent le cycle de l’actualité. Les constructeurs automobiles investissent des milliards dans la technologie des batteries. Mais il y a un piège. Les packs dans ces véhicules sont énormes. Lourd. Cher. Une batterie hybride peut cracher 300 volts. C’est suffisant pour pousser une voiture dans les rues de la ville avec de l’énergie électrique pure.
Voici donc la question qui ressemble à une blague jusqu’à ce que vous vérifiiez les spécifications : pouvez-vous conduire un vrai véhicule assis-et-piloté en utilisant uniquement des piles AA domestiques standard ?
La réponse courte est oui. Tu peux.
La longue réponse est pourquoi personne ne le fait quotidiennement.
Une pile AA produit 1,5 volts. C’est ça. Pour correspondre aux 300 volts d’un pack hybride, vous auriez besoin de 200 cellules en série juste pour atteindre la ligne de base. Mais la tension ne représente que la moitié de la bataille. Il faut du courant. Il faut de la capacité. Vous devez constamment remplacer ces minuscules cellules. Ce n’est pas pratique. C’est inefficace. C’est un cauchemar logistique.
Mais peu pratique ne veut pas dire impossible. Et les ingénieurs détestent l’impossible.
Une équipe japonaise n’a pas seulement construit un kart à pédales en Duracell. Ils ont construit une machine qui atteignait réellement les vitesses des autoroutes. 75 miles par heure. Cela représente 120,7 kilomètres par heure. Alimenté par des piles AA.
Le défi de vitesse Panasonic Oxyride
Ce n’était pas un projet d’expo-sciences. Il s’agissait d’un exercice d’ingénierie sérieux en matière de densité énergétique et de fourniture de puissance. L’équipe a utilisé la technologie Oxyride de Panasonic, un type spécifique de pile alcaline conçue pour offrir des performances supérieures à celles des piles standard de marque commerciale. Les batteries Oxyride utilisent de l’oxyde de fer au lieu du dioxyde de manganèse à la cathode, ce qui permet une densité énergétique plus élevée et de meilleurs taux de décharge sous forte charge.
Pourquoi est-ce important ?
Les alcalins standards s’affaissent sous un courant élevé. Ils chauffent. Ils meurent. Les cellules Oxyride conservent leur tension plus longtemps lorsque vous leur demandez de l’énergie. C’est la différence entre une voiture qui s’arrête après 200 mètres et une voiture qui accélère à 120 km/h.
Le défi était de plus en plus grand. Vous ne pouvez pas simplement câbler 200 piles ensemble et en faire une journée. Vous avez besoin d’un système de gestion. Il faut une régulation thermique. Vous avez besoin d’un moteur capable de gérer la courbe de couple d’une source basse tension et courant élevé.
Le véhicule résultant a défié l’hypothèse courante selon laquelle les batteries domestiques sont trop faibles pour les applications automobiles. Cela a prouvé qu’avec la bonne chimie et la bonne ingénierie, même la source d’énergie la plus élémentaire peut être poussée à l’extrême.
Alors, verrez-vous des voitures propulsées par AA dans votre allée l’année prochaine ? Probablement pas. La pénalité de poids à elle seule détruirait la portée. Le coût de l’échange de centaines de cellules après chaque cycle de charge est absurde. Mais la preuve de concept tient. La physique fonctionne. Les électrons circulent. Et parfois, les contraintes les plus ridicules conduisent aux solutions d’ingénierie les plus intéressantes.
La question n’est plus vraiment une question de praticité. Il s’agit de ce qui se passe lorsque vous arrêtez de vous demander si cela peut être fait et que vous commencez à vous demander jusqu’où vous pouvez repousser la limite.
Comment Panasonic a battu le record de vitesse terrestre alimenté par batterie
Le passage de la vitesse de vol à la vitesse d’atterrissage était un pivot logique, quoique légèrement effronté, pour Panasonic. En 2006, le géant de l’électronique avait déjà fait la une des journaux en s’associant avec l’Institut de technologie de Tokyo pour construire un avion piloté alimenté par 160 piles AA. C’était un véritable exploit d’ingénierie légère. Mais lorsqu’ils ont essayé de l’inscrire dans le Livre Guinness des records, ils se sont heurtés à un mur. Il n’y avait pas de catégorie pour les « avions pilotés et alimentés par batterie ».
Le livre des records comportait une lacune et Panasonic y a vu une opportunité. En 2007, l’objectif a changé. Le but n’était plus le ciel. C’était l’asphalte. Plus précisément, le record de vitesse sur terre alimenté par batterie sèche.
Ce projet, baptisé Panasonic Oxyride Speed Challenge, n’était pas seulement une question de vitesse. C’était une question de tension. L’équipe s’est fortement appuyée sur les batteries Oxyride exclusives de Panasonic. Ce n’étaient pas vos alcalins standards. Ils ont poussé 1,7 volts par rapport au 1,5 volts typique. Ce punch supplémentaire était important lorsque vous essayiez de déplacer de la masse avec la seule chimie.
Concevoir une balle sur roues
Le véhicule résultant ne ressemblait en rien aux berlines qui encombraient les voies de déplacement matinales. Construite par des ingénieurs de Panasonic et des étudiants de l’Université Sangyo d’Osaka, la machine ressemblait plus à un bolide de course à savon qu’à une voiture. Il se trouvait à seulement 1 pied 10 pouces (56 centimètres) du sol. Faible. Agressif. Aérodynamique.
Le poids était l’ennemi. Pour le combattre, l’équipe a supprimé tout ce qui n’était pas essentiel. Le corps était une coque en plastique et en fibre de carbone. Le résultat ? Un poids total de seulement 83 livres (38 kilogrammes).
Vous devez imaginer la source d’alimentation pour apprécier le design. La voiture utilisait 192 piles AA. Cela représente près de 200 cellules identiques à celles que l’on trouve dans une horloge murale ou une télécommande de téléviseur. Emballer autant de densité d’énergie dans un boîtier suffisamment petit pour tenir derrière le dos d’un conducteur nécessitait une ingénierie de précision. La batterie était montée directement derrière le pilote, Takashi Sudo.
Sudo ne s’est pas assis droit. Il s’est allongé à plat sur le dos, niché à l’intérieur du fuselage en fibre de carbone. L’équipage a scellé le corps sur lui avant chaque course. C’était un cockpit pour une personne. Un tube sous pression pour un.
Atteignant 75,8 MPH avec une alimentation alcaline
Alors, que se passe-t-il lorsque vous attachez 192 piles AA à une balle en fibre de carbone de 38 kilogrammes ? Vous obtenez un record du monde Guinness.
L’équipe devait atteindre 65 milles à l’heure (104,6 kilomètres par heure) pour se qualifier pour la tentative de record. Ils n’ont pas seulement atteint ce critère. Ils l’ont écrasé.
La vitesse moyenne sur la course était de 65,5 miles par heure (105,95 kilomètres par heure). Mais la vitesse de pointe ? 75,8 miles par heure (122 kilomètres par heure).
Il y avait bien sûr un piège. La physique ne vous permet pas de tricher éternellement. Ces minuscules batteries ont vidé leur jus après seulement 1,2 kilomètre. La course fut courte. Brutal. Efficace. Mais c’était suffisant. En août 2007, le Panasonic Oxyride Speed Challenge a officiellement remporté le titre de la voiture la plus rapide alimentée par des batteries sèches.
La réalité de la conduite alimentée par les AA
Il est facile de regarder une voiture atteindre 120 km/h avec des piles AA et de penser à l’avenir des déplacements domicile-travail. Ne vous embêtez pas. Vous ne conduirez pas un Panasonic Oxyride pour vous rendre au travail. La portée est trop courte. La capacité est trop faible. Les normes de sécurité sont inexistantes.
Mais l’expérience a prouvé un point fondamental. Vous pouvez alimenter un véhicule avec des batteries sèches. Il vous en faut juste 192. Vous avez besoin d’un véhicule qui pèse moins qu’une moto. Vous avez besoin d’un profil aérodynamique qui imite une torpille. Et vous devez accepter que votre « vitesse sur autoroute » est en réalité un sprint.
Panasonic n’a pas inventé la voiture électrique. Ils viennent de prouver qu’avec suffisamment de tension, suffisamment de fibre de carbone et un peu d’entêtement, on peut battre des records qui n’ont rien à voir avec le transport pratique. C’était un éclair de génie. Un record. Un moment dans le temps.
Les piles sont mortes maintenant. La voiture se trouve probablement dans un musée ou dans une unité de stockage quelque part. Mais l’idée demeure. La puissance n’est pas seulement une question de watts. Il s’agit de l’endroit où vous les mettez.
