Créer une source d’énergie continue et écologique pour les objets connectés en agriculture : c’est le pari fou qu’est en train de relever la start-up Bactery, basée à Bath (R-U). Grâce à un dispositif de pile microbienne, l’entreprise utilise des électrons libérés par les micro-organismes du sol afin de produire de l’électricité. Plus concrètement, les prototypes actuels permettent de générer 0,2 Watt par mètre carré grâce à une anode plongée dans le sol qui transfère les électrons à une cathode à l’air libre.

En 2019, aux commencements du projet, l’équipe de Bactery avait testé cette technologie pour alimenter en électricité des systèmes de purification d’eau au Brésil. Aujourd’hui, l’entreprise souhaite appliquer ses travaux au domaine de l’agriculture numérique, et plus précisément aux capteurs connectés. En effet, l’apport de l’électricité nécessaire au fonctionnement de ces appareils est souvent soumis à des contraintes. Certains capteurs connectés utilisent des piles électriques à usage unique, mais celles-ci doivent être changées régulièrement et polluent lorsqu’elles sont jetées. Des batteries rechargeables peuvent donc être utilisées pour limiter la pollution, mais elles doivent tout de même être rechargées fréquemment. Alors, de plus en plus de capteurs se dotent de panneaux solaires, permettant de recharger les batteries de manière autonome. Mais ces panneaux ne fonctionnent correctement qu’avec un ensoleillement optimal, et peuvent facilement être salis lorsqu’ils sont placés dans des champs.

Ainsi, dans un monde où les agriculteurs utilisent de plus en plus de capteurs connectés afin de mieux connaître et mieux gérer leurs terres, Bactery pourrait constituer une option avec peu d’inconvénients sur le plan énergétique. Cela est très intéressant lorsqu’on sait que l’alimentation en énergie représente entre 50 et 60 % du coût des solutions IoT (Internet of Things) actuellement. Certes, la production de 0,2 W/m² ne sera sûrement pas suffisante pour alimenter des capteurs avancés tels que des capteurs optiques (nécessitant l’envoi de données volumineuses ou l’utilisation d’un ordinateur embarqué), ou du moins, le dispositif serait trop encombrant. Mais cette technologie peut s’avérer suffisante pour des capteurs simples (humidité, température, pH…). De plus, d’ici à la commercialisation de leur technologie prévue en 2026, l’efficacité de celle-ci sera certainement améliorée, en témoigne l’évolution du projet pour la purification d’eau : « À l’époque, nous avions besoin de 64 dispositifs pour traiter 3 litres d’eau par jour. Désormais, on peut atteindre 30 litres d’eau par jour avec seulement 16 dispositifs. » déclare Jakub Dziegielowski, l’un des co-fondateurs de la start-up.

L’un des avantages du dispositif de Bactery est sa durée de vie. En effet, il a été prouvé que celui-ci pouvait produire de l’énergie de manière durable pendant quatre ans. En théorie, ces piles microbiennes pourraient même tenir jusqu’à 25 ans (durée avant la dégradation des matériaux) ! Toutefois, il faut garder en tête que cette technologie est encore en cours de développement, et que plusieurs questions restent en suspens. La première, déjà évoquée, est de savoir si ce dispositif pourra fournir suffisamment de courant pour des capteurs plus demandeurs en énergie. Ensuite, il peut y avoir des contraintes d’installation : ces piles fonctionneront-elles dans n’importe quel sol, et l’installation sera-t-elle simple ? De plus, ce dispositif sera probablement encombrant et risquerait de gêner les travaux du sol dans la parcelle. Enfin, on ne connaît pour l’instant pas le prix de cette technologie et donc s’il sera possible de le déployer à grande échelle.

Pour conclure, la technologie que met au point la start-up Bactery est une alternative durable et à forte longévité pour l’alimentation des capteurs connectés en agriculture, en utilisant les électrons produits par les micro-organismes du sol pour produire de l’électricité. Même si plusieurs défis restent à relever, ces travaux sont un premier pas dans la recherche pour des capteurs IoT plus durables. Pour aller plus loin, on peut s’intéresser aux découvertes de chercheurs à la Concordia University concernant des piles à base d’algues.

Julien MINARD

Bibliographie

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