Récupérer de l'énergie provenant de l'écoulement sanguin pulsé : une utilité éventuelle pour des vols embarqués ?

Résumé : Depuis quelques années se développe l’idée de pouvoir récupérer l’énergie de notre propre corps1, 2, 3 : - Potentiels électriques endo-cochléaires, au niveau de l’oreille interne, - Production d’énergie par réactions enzymatiques cellulaires - Piézo-électricité - Tribo-électricité - Thermo-électricité - Transduction électrostatique - Induction électromagnétique - Récupération de l’énergie du mouvement, … L’intérêt (sur terre) serait d’alimenter en courant électrique des implants médicaux (pacemaker, capteurs de glucose, implants auditifs, dispositifs de surveillance médicale, …), et ainsi de remédier au problème actuel de ces dispositifs, c’est-à-dire la taille et la durée de vie limitée de leurs batteries (actuellement, le changement de « pile » nécessite souvent une intervention invasive, qui n’est pas sans risques). Une des stratégies de récupération d’énergie pourrait être fondée sur l’effet Hall : un champ magnétique statique peut induire des courants dans un liquide conducteur en mouvement. Par exemple, un groupe chinois4 a imaginé un dispositif comprenant un liquide métallique conducteur et un champ magnétique qui serait attaché au bras ou à la jambe. Le mouvement du membre entraîne le mouvement du métal conducteur à l’intérieur du champ magnétique, donc il y a un courant induit, potentiellement utilisable. Le liquide conducteur peut-être aussi le sang. C’est ce que proposent des équipes allemande et suisse qui travaillent en collaboration5. Ils ont fait des essais in-vitro avec deux aimants permanents sous forme d’anneaux autour de l’artère, qui servent à créer un champ magnétique parallèle à la direction du flux sanguin. C’est alors la composante radiale de la vitesse ( qui existe en raison de la pulsatilité de l’écoulement sanguin) qui intervient dans la force de Lorentz et dans la génération du courant induit. La puissance électrique générée est de l’ordre du micro-watt. Par ailleurs, un de mes articles6 sur l’écoulement magnétohydrodynamique du sang a attiré l’attention de la NASA. La question posée est donc : ces recherches sur l’auto-suffisance en énergie pourraient-elles présenter un intérêt pour des applications spatiales ? soit de manière directe (« recyclage » de l’énergie), soit de manière indirecte (alimenter en énergie des dispositifs qui eux-mêmes seraient implantés pour corriger certains effets des vols sur la santé des personnes embarquées ?, … ). 1 Rao Y. et al., Power MEMS, Jour. Physics : Conference Series, 476 (2013) 012011. 2 Kuang Y. et al., Sensors and Actuators A : physical, 254 (2017) 69. 3 Zheng Q. et al., ACS-Nano, (2016) 4 Jia D. et al., Physics Letters, A373 (2009), 1305 5 Pfenniger A. et al., Med. Biol. Engin. Comput., 51 (2013), 741. 6 Drochon A., Eur. Phys. Jour.- App. Phy., 73 (2016), 31101.