How Wireless Energy From Space Could Power Everything | Ali Hajimiri | TED

Traducteur: Claire Ghyselen Relecteur: eric vautier

Energy and data are the major currencies of our lives today.

L’énergie et les données sont les devises principales de notre monde d’aujourd’hui.

Over the last couple of decades,

Ces dernières décennies,

we've seen data going from being wired to becoming wireless.

la transmission des données auparavant câblée est devenue sans fil.

And this has helped democratize access to information.

Cela a contribué à la démocratisation de l’accès à l’information.

Can we do the same thing with energy?

Pourrions-nous faire de même avec l’énergie ?

Can we send energy when we want,

Pouvons-nous envoyer de l’énergie quand on le veut,

where we want and as much as we want

où l’on veut et dans la quantité voulue

and in the process, eliminate the last wire?

et en cours de route, éliminer le dernier câble ?

If we could do this, the possibilities would be endless.

Si on y arrivait, les possibilités seraient infinies.

From Earth to space.

De la Terre à l’espace.

I'd like to tell you about our dream of wireless energy transfer today.

Permettez-moi de partager mon rêve d’un transfert d’énergie sans fil.

It starts with something we are all familiar with -- waves.

Tout commence par une chose familière : les ondes.

So waves are very essential to our lives.

Les ondes sont essentielles dans nos vies.

You can hear this talk because of acoustic waves.

Vous entendez ce talk grâce aux ondes acoustiques.

You can see this talk

Vous pouvez voir ce talk

because of a certain kind of electromagnetic waves, called light.

grâce à une forme d’ondes électromagnétiques appelées lumière.

And the odds are, if you're watching it on the internet,

Et, si vous regardez ce talk sur Internet,

you're using some sort of wireless connectivity

vous utilisez probablement une connexion sans fil,

that relies on wireless and RF waves.

qui repose sur des ondes radio, sans fil.

If you have two waves that have the same frequency

Quand on a deux ondes de même fréquence qui ondulent

and are going up and down

and they come together at some point in space,

et qui se rejoignent à un point dans l’espace,

they will add and make a wave that's twice the height

elles s’additionnent et créent une onde qui est deux fois plus haute

but carries four times the energy.

mais qui transporte quatre fois plus d’énergie.

Now, if the same two waves come together at some other place in space,

Si ces mêmes ondes se rejoignent dans un endroit de l’espace,

but one is running half a period late,

mais qu’une des deux est en retard d’une demi-période,

they cancel

elles s’annulent

and you get very little energy, practically no energy.

et on obtient très peu d’énergie, voire aucune.

This is the basis for a process that has been known for a long time.

C’est la base d’un processus connu depuis très longtemps

It's called interference.

appelé interférence.

The idea here is that if you go and sit at the edge of a pond

L’idée est la suivante : si vous vous asseyez au bord d’un étang,

and take both hands and put them in the water

que vous plongez vos deux mains dans l’eau

and move them up and down, each hand makes a wave.

et que vous les remuez de haut en bas, chaque main produit une onde.

But because of the interaction of these waves,

Mais à cause de l’interaction entre ces ondes,

there will be some directions where you get more energy

vous obtiendrez plus d’énergie dans certaines directions

and there are some directions that you will get less.

et moins d’énergie dans d’autres.

Can we make it go only in one direction?

Est-il possible d’orienter ça dans une seule direction ?

Well, you need more hands.

Eh bien, on a besoin de plus de mains.

And they have to go perfectly synchronized.

Et elles doivent être parfaitement synchronisées.

But if you do that,

Mais si on y arrive,

what happens is that most of your energy starts traveling straight down.

alors, la plus grosse partie de l’énergie va voyager tout droit.

Now, this is a remarkable thing

C’est un phénomène remarquable

because if you think about each one of those little hands,

car quand chaque main prise individuellement,

each one of those little sources,

chaque petite source d’énergie,

they would send energy all over the place.

devrait envoyer celle-ci partout.

But when they work together,

Mais en harmonie,

the result is that the energy is going mostly in one direction.

elles peuvent orienter l’énergie dans quasi une seule direction.

Now, if the timing was the reason for this happening,

Si c’est le timing qui est à l’origine de ce phénomène,

maybe we can play with it.

on peut peut-être jouer avec.

Maybe we can mess with it and see what happens.

Ne pourrait-on pas le perturber et observer ce qui arrive ?

So what if each one of these sources

Que se passe-t-il si chacune de ces sources

goes a little bit after the one next to it?

est en retard par rapport à sa voisine ?

So in that case,

Dans ce cas,

what happens is that these waves start going in different directions,

que se passe-t-il si elles commencent par aller dans des directions différentes

and you can change that direction

et que l’on modifie cette orientation simplement en contrôlant le timing

purely by controlling timing and nothing else.

et rien d’autre ?

Now, this makes it possible to change this direction

En fait, modifier l’orientation devient possible

without any mechanical movement.

sans aucun mouvement mécanique.

So it can be almost instantaneous.

Cela peut donc être presque instantané.

You can go even further.

Et on peut aller plus loin encore.

You can think about creating a magnifying glass.

On pourrait imaginer créer une loupe.

A focusing system,

Un système focal sur lequel projeter de l’énergie,

where you can actually send the energy,

most of it, close to 90 percent of it, in one focal point.

sa plus grande partie, 90 % environ.

But again, since you're controlling the timing,

Et comme on peut contrôler le timing,

you can create different focal points, and you can send it to them.

on peut créer différents points focaux et projeter l’énergie sur ceux-ci.

And this is the basis for wireless energy transfer.

C’est ça la base du transfert sans fil d’énergie.

It's as if you have an army of ants

C’est comme avoir une armée de fourmis

that are working in perfect synchronization.

qui travaillent en parfaite synchronisation.

And each one of them contributes a little bit of energy.

Et chacune de ces fourmis contribue à une petite part de la production d’énergie.

But as a whole, they send it to the right place.

Mais en tant qu’ensemble, elles l’envoient au bon endroit.

Now,

Or

obviously here, timing is everything, like life and comedy.

force est de constater que tout est dans le timing,

comme c’est le cas pour la vie et la comédie.

(Laughter)

(Rires)

So we’ve taken this concept,

On a donc adopté ce concept

and we've built these electronic chips, integrated circuits,

pour développer des puces électroniques, des circuits intégrés,

that each one of them generates a little bit of power.

qui génèrent un peu de puissance.

But again, as a group, they are designed to work in perfect synchronization

Mais en tant qu’ensemble,

elles sont conçues pour travailler de façon synchronisée

and drive these little antennas that transmit the energy.

et diriger les petites antennes qui transmettent l’énergie.

Now this army of ants, or army of antennas,

Cette armée de fourmis, cette armée d’antennes,

is working together to create those focal points of energy.

collabore pour créer les points focaux d’énergie.

And what I will show you next

Je vais à présent vous montrer

is some examples of how that actually operates.

quelques exemples qui illustrent le mécanisme de tout ça.

So what you have here, for example,

Dans ce cas illustratif,

is a generator unit that's sending power wirelessly to the two receivers.

on a un générateur qui envoie de l’électricité à deux récepteurs, sans fil.

And here the point is to see how well-defined these focal points are.

C’est la précision de la définition des points focaux qui est cruciale.

That LED panel basically is receiving that power and showing it.

Le panneau LED montre quand il reçoit l’énergie.

So you can see energy is going only where it needs to go and nowhere else.

On voit donc clairement que l’énergie va là où elle doit aller, et pas ailleurs.

You can take this and put one of these generators

Il est possible d’utiliser ces générateurs

on the ceiling of your conference room or your living room

depuis le plafond des salles de conférences ou du salon,

and transmit energy to various devices that need energy.

pour transmettre de l’énergie aux dispositifs qui en ont besoin.

Now this generator on the ceiling is going to power a light bulb.

On va allumer une ampoule avec ce générateur fixé au plafond.

Now, as we move the light bulb,

Si on bouge l’ampoule,

what happens is that you see

on constate

that there's no energy in the new location,

qu’il n’y a pas d’énergie à cette nouvelle position,

but the system finds it, tracks it

mais le système va suivre et trouver l’ampoule et lui transmettre l’énergie.

and sends it to the new location.

And you can see that it dynamically tracks it back and forth.

On voit très bien que c’est un système de traçage dynamique.

You can use this to send energy to one light bulb

On peut utiliser ça pour transmettre de l’énergie à une ampoule,

or to the next one or to both of them at the same time.

à une deuxième, ou aux deux simultanément.

Now you can use something like this, for example, to power a drone.

On peut utiliser cela pour transmettre de l’énergie à un drone, par exemple.

This is a battery-less drone

En voici un, sans batterie,

that's being purely powered by that generator

qui est uniquement propulsé par notre générateur

facing up from the bottom.

en bas de l’image.

And it can also use the same tracking approach to track the drone.

On exploite le même système de traçage pour suivre le drone.

So now that we know that we can send energy wirelessly,

Maintenant que nous savons

qu’il est possible de transmettre de l’énergie sans fil,

the question is, how far can we go?

la question est de savoir jusqu’à quelle distance.

Really, how far can we go?

Jusqu’où peut-on aller ?

Could we put photovoltaics in space,

Pourrait-on mettre des panneaux photovoltaïques dans l’espace,

solar panels in space,

des panneaux solaires dans l’espace,

and collect the energy and send that wirelessly to Earth?

collecter l’énergie et la transmettre, sans fil, vers la Terre ?

This is not a new idea.

L’idée n’est pas nouvelle.

The first time it was mentioned,

Elle apparaît pour la première fois

it was in a short science-fiction story by Isaac Asimov from 1941.

dans une nouvelle de science-fiction d’Isaac Asimov en 1941.

And what I love about this story is that

J’adore cette histoire parce qu’elle parle d’un robot

it's about a self-conscious robot.

qui a conscience de lui-même.

And the humans describing this idea to the self-conscious robot,

Et les humains lui décrivent l’idée d’un robot qui a une conscience

after which the robot says,

et le robot réplique :

"Do you expect me to believe such a far-fetched, crazy notion?

« Et vous espérez que je vais croire une notion aussi irréaliste et folle ?

What do you take me for?"

Mais pour qui me prenez-vous ? »

The first question almost always asked is that,

La première question qu’on me pose presque toujours, c’est :

“Why do you want to put your solar panels in space?

« Pourquoi vouloir mettre des panneaux solaires dans l’espace ?

Why don’t you put them up in the desert and be done with it?” Right?

Pourquoi pas dans le désert, c’est plus simple, non ? »

A few reasons.

Il y a plusieurs raisons.

First is that in space you get about eight times more energy

D’abord, dans l’espace, on capte huit fois plus d’énergie

because you don't have day and night,

car il n’y a pas de cycle du jour et de la nuit.

you don't have clouds, you don't have seasons,

Il n’y a pas de nuages, ni de saisons,

and you don't have the atmospheric absorption.

et il n’y a pas d’absorption atmosphérique.

Also, now that you have this ability to send energy where you want

Et comme on peut maintenant transmettre l’énergie où on veut

and when you want dynamically,

et quand on veut, de façon dynamique,

you can imagine that you have dispatchable power.

on a en fait une énergie mobilisable.

On top of that,

De surcroît, c’est une énergie disponible en toutes circonstances.

it's an always-available power.

This can be used for a place, for example,

On peut l’utiliser, par exemple,

let's say an island hit by a hurricane

sur une île isolée après un ouragan,

where there’s no power.

où il n’y a plus d’électricité.

Or a city in war zone

Ou dans une zone de guerre,

where the power infrastructure is being constantly attacked.

où les infrastructures de génération électrique sont sous attaque.

You can think about using this to send power

On peut imaginer transmettre de l’électricité

to a remote village in sub-Saharan Africa

dans des villages isolés en Afrique sub-saharienne

where there is no infrastructure for power transmission.

où il n’y a aucune infrastructure électrique.

And that way democratize the access to energy.

Cela démocratise l’accès à l’électricité.

Or send it somewhere above the Arctic circle.

On peut la transmettre au-dessus du cercle arctique.

So all of these things are great.

Tout cela est super.

But the question is,

Mais la question est de savoir

if it has been known for such a long time and it's such a great thing,

pourquoi on n’a pas encore réalisé ça

alors qu’on connaît cette formidable technologie depuis longtemps.

why hasn't it been done so far?

The main reason is that the way it has been envisioned before,

En fait, quand on tentait de concevoir un tel système auparavant,

they've been thinking about it as a big elephant.

on l’imaginait comme un éléphant énorme.

If you're thinking about putting big solar panels in space,

On doit lancer et installer des panneaux solaires immenses dans l’espace,

collecting the power, generating a lot of energy,

capter l’énergie et la générer,

and then putting it into a massive parabolic dish antenna

et puis la projeter sur une immense antenne parabolique

and sending it to a fixed location on Earth.

pour la transmettre vers un lieu fixe sur Terre.

Sending things to space is expensive.

Envoyer des objets dans l’espace coûte cher.

You pay dollars -- and that's plural -- per gram.

On parle de dollars - au pluriel - par gramme.

The other problem is that even if you could afford it,

Le deuxième problème est que, même si on peut financer tout cela,

assembly of something like this in space

assembler un objet si complexe dans l’espace

is still beyond the capabilities that we have today.

dépasse nos capacités actuelles.

So we came up with a very different approach

Alors, on a trouvé une autre approche :

where we took our generators

on a créé des structures flexibles, comme du textile,

and turned them into flexible, fabric-like structures.

pour fabriquer nos générateurs.

We are utilizing the amazing power of electronics,

On utilise le pouvoir extraordinaire de l’électronique,

integrated electronics and flexible electronics,

des circuits intégrés et de l’électronique flexible,

to make this very lightweight, flexible, fabric-like structures

pour créer ces structures très légères et souples, comme du tissu,

that you can roll and pack.

que l’on peut enrouler et emballer.

And this allows you to have these satellites packed for launch

On obtient des satellites emballés pour le lancement

and deployed in space,

et qui se déploient dans l’espace,

where each one of these units

où chacune des unités

would be about several tens of meters on the side.

fera plusieurs dizaines de mètres de long.

And then you can pack a whole bunch of them

On peut alors embarquer de grands lots

and create a constellation of them

et créer une constellation

that flies in space

qui vole dans l’espace

and forms your power station to send green energy to Earth.

pour former une station d’électricité qui envoie de l’énergie verte sur Terre.

This will be flying in formation around the Earth.

Ces constellations volent en formation autour de la Terre.

Obviously, this is not the size of the planet

Manifestement, ce n’est pas aussi grand que la planète.

because we're talking about a kilometer across for the whole whole constellation

On parle d’un kilomètre pour la constellation.

and the planet is a little bit larger than a kilometer.

Or notre planète est un peu plus grande.

We've been developing, as a proof of concept,

On développe une preuve de concept,

technology demonstrator,

un démonstrateur technologique,

and this is called Maple,

que l’on a appelé Maple,

which demonstrates the power of flexible structures

qui démontre la puissance des structures flexibles

and electronic circuitry

et des circuits électroniques

to generate and transmit power in space.

pour générer et transmettre l’énergie dans l’espace.

We integrated that with two other technology demonstrators

On a intégré cela à deux autres démonstrateurs technologiques

for deployable structures and photovoltaics

de structures déployables et photovoltaïques

that were developed by three teams,

développées par trois équipes dirigées par deux collègues et moi-même.

led by myself and two of my colleagues.

And we integrated into a satellite that was launched recently.

On les a intégrés dans un satellite lancé récemment.

And the purpose of this experiment

L’objectif de notre expérience

has been to demonstrate the power transfer,

est de démontrer la transmission d’énergie

wireless power transfer in space.

sans fil depuis l’espace.

Now that brings me back to the promise of wireless energy transfer

Cela me ramène à la promesse d’un transfert d’énergie sans câble

and what it could mean for us.

et de l’impact potentiel pour nous.

I believe this technology is too compelling to go away.

Je suis convaincu que cette technologie est trop captivante pour disparaître.

And I believe it's bound to appear in our lives in one form or another.

Elle apparaîtra forcément dans nos vies, sous une forme ou une autre.

And that is something to look forward to.

Et cela sera fascinant.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)