Un exemple d’invention technologique qui repose sur le concept de « tirer profit de l’activité adverse » système de récupération d’énergie cinétique (KERS – Kinetic Energy Recovery System )

Principe du KERS : Transformer une contrainte en opportunité

En sport automobile, lorsqu’une voiture freine, une grande quantité d’énergie est dissipée sous forme de chaleur, ce qui représente une perte d’énergie . Cet effet KERS , qui permet de récupérer.

Le système de récupération d’énergie cinétique (KERS – Kinetic Energy Recovery System) est une technologie utilisée principalement dans le domaine de l’automobile, notamment en Formule 1, pour récupérer une partie de l’énergie cinétique générée lors du freinage et la réutiliser pour fournir une puissance supplémentaire au véhicule.

Fonctionnement du KERS

Le KERS fonctionne selon le principe de la conversion de l’énergie cinétique en une autre forme d’énergie, qui peut être stockée temporairement et restituée lorsque nécessaire. Il existe deux types principaux de KERS :

  1. KERS mécanique :
    • Utilise un volant d’inertie pour stocker l’énergie cinétique sous forme d’énergie mécanique.
    • Lors du freinage, l’énergie est transférée au volant d’inertie, qui tourne à haute vitesse.
    • Lors de l’accélération, l’énergie stockée est restituée pour fournir une puissance supplémentaire.
  2. KERS électrique :
    • Utilise un moteur-générateur relié à une batterie ou à un supercondensateur.
    • Lors du freinage, le moteur-générateur convertit l’énergie cinétique en énergie électrique, qui est stockée dans la batterie.
    • Lors de l’accélération, l’énergie électrique est reconvertie en énergie mécanique pour assister le moteur thermique.

Avantages du KERS

  • Amélioration des performances : Le KERS fournit une puissance supplémentaire (généralement de l’ordre de 60 à 80 kW pendant quelques secondes), ce qui permet une accélération plus rapide.
  • Réduction de la consommation de carburant : En réutilisant l’énergie qui serait autrement perdue sous forme de chaleur lors du freinage, le KERS contribue à une meilleure efficacité énergétique.
  • Impact environnemental réduit : En optimisant l’utilisation de l’énergie, le KERS aide à diminuer les émissions de CO₂.

Utilisation en Formule 1

Le KERS a été introduit en Formule 1 en 2009, mais son utilisation a évolué au fil des années. En 2014, il a été intégré dans un système plus complexe appelé ERS (Energy Recovery System), qui combine la récupération d’énergie cinétique (via le freinage) et l’énergie thermique (via les gaz d’échappement). Ce système est un élément clé des moteurs hybrides modernes en F1.

Applications hors de la F1

Le KERS n’est pas limité à la Formule 1. Il est également utilisé dans d’autres domaines, tels que :

  • Les véhicules électriques et hybrides pour améliorer leur autonomie.
  • Les transports en commun (bus, tramways) pour réduire la consommation d’énergie.
  • L’industrie, où des systèmes similaires sont utilisés pour optimiser l’énergie dans les machines.

En résumé, le KERS est une technologie innovante qui permet de récupérer et de réutiliser l’énergie qui serait autrement perdue, contribuant ainsi à des véhicules plus performants et plus respectueux de l’environnement.