Voici quelques-unes de ses inventions les plus influentes et les plus importantes, qui sont devenues une pierre angulaire de la société moderne.

La turbine de Tesla

Nikola Tesla a révolutionné l’ingénierie des turbines (source d’un composant d’éolienne offshore) en introduisant une idée révolutionnaire : la turbine à couche limite ou à cohésion. Contrairement aux turbines conventionnelles, elle n’avait pas d’aubes mais reposait sur des disques lisses tournant dans une chambre pour créer un mouvement. Cette invention a marqué un moment sans précédent dans l’histoire, propulsant le monde vers de nouvelles sphères d’innovation et de créativité.

Malgré sa conception prometteuse, qui permettait d’obtenir un régime d’environ 3 600 tr/min et une puissance de plus de 670 chevaux avec une efficacité supérieure aux turbines traditionnelles, cette turbine a connu un échec en raison de ses coûts de production comparativement plus élevés. Néanmoins, l’approche visionnaire de Tesla sur les moteurs à turbine a continué à être étudiée et développée des décennies plus tard, trouvant un renouveau dans les avancées technologiques récentes telles que les machines à commande numérique par ordinateur.

La radio

L’ingénieur Tesla avait déjà accompli des progrès considérables en matière de transmission et de réception radio, grâce à ses propres conceptions de deux bobines et d’un éclateur. Cependant, un désastre survient : un incendie détruit le laboratoire de Tesla juste avant la réalisation d’un essai permettant d’envoyer des signaux sur 80 km, de Manhattan à West Point, dans l’État de New York. Malgré cet échec, aucun découragement pour Marconi, qui obtient son premier brevet de télégraphie sans fil un an plus tard, en 1896. Bien que les efforts de Tesla aient souvent été éclipsés par ceux de Marconi, cet homme est toujours crédité d’avoir jeté les bases des radiocommunications modernes.

Les néons

L’éclairage au néon n’est pas une invention de Tesla, mais un progrès technologique bien plus ancien qui remonte à plusieurs siècles. Georges Claude a porté le concept à l’attention du public lors du Salon de l’automobile de Paris avec son spectacle de lumière comprenant deux tubes au néon de 12 mètres de long. Bien avant cela, Heinrich Geißler avait obtenu des résultats similaires en faisant passer un courant électrique dans des tubes de verre remplis d’argon, au milieu du 19e siècle. L’éclairage au néon est un exemple brillant de nos avancées technologiques, même s’il peut sembler relativement moderne.

Lorsque Tesla a découvert les tubes de Geißler, de nombreux tubes se sont allumés en même temps pendant la modification de la fréquence de la bobine. Pour lui, cette découverte soudaine marque une étape passionnante et renforce sa détermination à faire progresser la recherche sur l’énergie sans fil. En 1893, à l’exposition universelle de Chicago, il dévoile un spectacle de lampes à décharge qui s’illuminent sans électrodes ni fils, ce qui montre toute l’étendue de ses idées !

La bobine de Tesla

Sans aucun doute l’une des inventions les plus remarquables de Nikola Tesla, la bobine Tesla est née de son désir de créer un système sans fil pour transporter l’électricité. Il s’agit d’un système en deux parties, composé d’une bobine primaire et d’une bobine secondaire, chacune dotée de son propre condensateur. La bobine primaire est connectée à une source d’énergie qui délivre une forte surtension, suffisante pour briser la résistance de l’air entre les bobines.

Le champ magnétique induit s’effondre rapidement, et génère alors un courant électrique dans la bobine secondaire. Les étincelles de tension jaillissent entre ces deux bobines plusieurs fois par seconde et continuent à alimenter le condensateur de la bobine secondaire avant de produire une étincelle d’électricité stupéfiante.

Bien que la bobine Tesla ne présente que peu d’applications pratiques, sa révélation révolutionnaire de l’électricité a changé la conception du phénomène et a influencé de nombreuses inventions du XXe siècle. Aujourd’hui encore, des merveilles technologiques telles que les téléviseurs et les radios utilisent des structures similaires à celles initialement développées par la bobine.

Le courant alternatif (CA)

L’un des dons les plus importants de Tesla à l’humanité est sans aucun doute sa contribution au développement du courant alternatif. Bien qu’elle ne soit pas considérée comme une « invention » typique, sa technologie spécifique a manifestement eu un effet essentiel sur la transformation du courant alternatif en premier système électrique mondial. À la fin des années 1800, une dispute féroce, connue sous le nom de « guerre des courants », a éclaté entre Nikola Tesla et Thomas Edison concernant leurs préférences respectives pour le courant alternatif par rapport au courant continu.

Alors qu’Edison était un fervent partisan du courant continu, Tesla était un défenseur acharné du courant alternatif. Avec George Westinghouse soutenant le plus grand partisan du courant alternatif -Tesla- avec son système intégré complet comprenant le moteur à induction de Tesla, il a finalement été prouvé que le courant alternatif était le meilleur choix depuis le début.

Le moteur à induction

Nommé d’après le nom de son inventeur, le moteur à induction Tesla a été au cœur du progrès technologique pendant plus d’un siècle. Tesla a devancé son homologue italien Galileo Ferraris pour l’invention de ce moteur, qui utilise l’induction électromagnétique pour faire tourner le rotor. Principalement utilisés dans l’industrie, les moteurs à induction peuvent améliorer l’efficacité énergétique et la précision de la conduite tout en réduisant les coûts de production. Des années après sa création, les formes modernes de moteurs à induction sont toujours largement déployées dans de multiples industries nécessitant des services fiables et efficaces avec un contrôle de précision.

L’énergie hydroélectrique

La collaboration entre Tesla et Westinghouse a donné naissance à la remarquable centrale électrique d’Adams, une première mondiale en matière d’énergie hydroélectrique. Cette centrale créative utilisait l’immense force des chutes du Niagara, l’un des sites les plus spectaculaires d’Amérique du Nord. Le projet est né d’un concours de la Commission internationale du Niagara qui cherchait des plans sur la façon de faire de ce projet une réalité.

Le concours mondial a attiré une variété de propositions, y compris la suggestion de transmettre l’électricité en courant continu soutenue par Edison lui-même. Néanmoins, Lord Kelvin, de la Commission, a été séduit par la démonstration de courant alternatif de Westinghouse Electric à l’exposition universelle de Chicago. Dans cet esprit, il demande à Westinghouse et Tesla de concevoir une solution de transmission en courant alternatif utilisable partout.

Malgré les obstacles et les coûts associés, Tesla était inébranlable dans sa conviction que le projet serait triomphant. À la fin de l’année 1896, leurs efforts ont porté leurs fruits avec la mise en service des transformateurs de l’usine électrique d’Adams, qui a commencé à fournir de l’électricité dans l’État de New York. Peu après, d’autres générateurs sont construits et fournissent suffisamment d’énergie pour alimenter la ville de New York, défiant ainsi tous ceux qui avaient douté de lui.

La valve Tesla

Plusieurs décennies après le décès de Tesla, son impact se fait toujours sentir. Récemment, des scientifiques ont réexaminé l’un de ses brevets – le « conduit valvulaire » – et ont découvert toute une série d’applications innovantes pour cette conception centenaire. Grâce à son expertise reconnue en matière de circuits et de courants électriques, son génie a été récompensé par sa capacité à appliquer ses connaissances à d’autres domaines. Dépourvue de composants mobiles, la valve Tesla est constituée de plusieurs boucles interconnectées en forme de larme qui facilitent l’écoulement du liquide et empêchent son retour en arrière. Sa version remaniée pourrait remplacer efficacement les clapets anti-retour traditionnels en gérant les flux sans utiliser de pièces mécaniques.

Les rayons X

Il y a plus de 120 ans, un incendie dévastateur dans le laboratoire new-yorkais de Tesla a failli faire dérailler l’introduction de la technologie des rayons X. Le 8 novembre de la même année, Wilhelm Conrad Röntgen a heureusement dévoilé sa propre version, ce qui lui a valu le premier prix Nobel quatre ans plus tard. Stimulé par cette évolution, Tesla a relancé ses recherches et a produit en 1896 la première radiographie d’Amérique : l’ombre d’une chaussure avec un pied inséré. En réunissant deux modes de pensée distincts et en incarnant la résilience, ces individus remarquables ont laissé une trace durable dans l’histoire.

L’émetteur grossissant

L’émetteur grossissant de Nikola Tesla est un système puissant développé à partir de la technologie de bobines Tesla. Il a conçu et construit un système d’énergie à triple bobine de 15 mètres de long et a généré plusieurs millions de volts d’électricité, produisant des éclairs atteignant jusqu’à 40 mètres de long. Cette expérience révolutionnaire nécessitait un espace de laboratoire impressionnant, dont il avait la chance de disposer dans son nouveau laboratoire de Colorado Springs. Son achèvement a donné lieu à une innovation remarquable qui a établi de nouvelles normes pour la distribution de l’énergie électrique.

L’innovation pour générer de l’énergie au 21e siècle

Nes, ainsi que ses collègues entrepreneurs Arthur Kordt et Ole Heggheim, ont examiné de plus près l’éolienne à axe horizontal pour voir si elle constituait un moyen efficace de produire de l’énergie au 21e siècle. Ils voulaient savoir si cette technologie millénaire allait réellement dominer l’énergie éolienne ou non. Le résultat a montré que, bien qu’il existe aujourd’hui de nombreux modèles de turbines, un type particulier – la turbine à axe horizontal – domine tous les autres en étant efficace sur terre tout en captant suffisamment d’énergie des vents forts.

Le Windcatcher est un parc éolien offshore flottant qui reprend essentiellement des concepts de l’industrie maritime et pétrolière. Il serait situé dans une zone où les vents sont très forts, ce qui permet à des projets de ce type de fournir une énergie constante sans interruption ni interférence avec d’autres structures proches. L’ingénierie qui sous-tend le Windcatcher a fait l’objet d’études approfondies et a été prouvée par certaines des entreprises les plus importantes de ces secteurs. Les fondateurs espèrent que leur concept continuera à suivre la tendance à mesure que nous nous dirigeons vers des formes plus propres de production d’énergie dans le monde.

Les défis associés à l’énergie éolienne d’aujourd’hui

Ces dernières années, l’énergie éolienne est devenue une source d’énergie renouvelable de plus en plus importante dans le monde et un élément essentiel de notre avenir global. Cependant, tout nouveau développement s’accompagne de ses propres problèmes – notamment le fait que certains critiques ne sont pas d’accord sur le caractère durable ou non de cette énergie à long terme. L’énergie éolienne fournit jusqu’à 5 % de tous les besoins mondiaux en électricité, mais elle a un prix : elle peut être irrégulière et coûteuse en raison de certaines limitations géographiques, notamment dans des endroits difficiles d’accès, comme les régions montagneuses où les points d’accès sont rares. Le vent est une ressource gratuite qui n’a pas besoin d’être acheminée ou exploitée.

Le Windcatcher résout le problème des coûts de maintenance des turbines offshore en faisant construire et installer les éoliennes à terre, puis en les transportant en mer à l’aide d’une grue élaborée montée au sommet de sa haute tour, afin d’éviter de perturber les zones de pêche situées sous la surface de l’eau. Le potentiel de production des sources d’énergie renouvelables a été maximisé grâce à des innovations comme celle-ci. Il reste cependant quelques obstacles à surmonter avant que nous puissions vraiment en récolter tous les bénéfices, en particulier lorsqu’il s’agit de mettre ces ressources hors service à la fin de leur durée de vie productive, ce que personne ne souhaite voir arriver de sitôt. Les Windcatchers peuvent tourner beaucoup plus vite que les pales des parcs éoliens offshore conventionnels, ce qui signifie qu’ils devraient être en mesure de générer plus d’énergie en cas de vents forts.

Les éoliennes Windcatcher sont de loin supérieures car la vitesse de rotation de leur rotor individuel peut atteindre 17 ou 18 mètres par seconde (m/s), soit le double de celle d’une pale d’éolienne classique, ce qui les rend très efficaces pour produire de l’énergie même lorsque le courant éolien n’est pas aussi fort que celui des autres technologies, comme les grandes éoliennes offshore traditionnelles dont la vitesse de rotation plus lente ne suffit pas toujours à produire des niveaux d’énergie suffisants les jours où elles fonctionneraient à peine.

Les impacts négatifs liés à l’énergie éolienne

L’une des principales préoccupations concernant une source d’énergie renouvelable comme l’énergie éolienne est son impact sur la biodiversité locale. Il est vrai que les parcs éoliens offshore peuvent avoir un impact négatif sur les oiseaux, mais il est également important de reconnaître qu’ils sont bénéfiques pour d’autres formes de vie. Les éoliennes sont connues pour être bruyantes et perturbantes pour les oiseaux qui se trouvent à proximité, ce qui a conduit certaines personnes à les considérer uniquement d’un point de vue environnemental plutôt que sous l’angle des avantages qu’elles peuvent apporter, tels que la réduction des émissions de gaz d’échappement ou un air plus pur en général.

Les oiseaux seront en mesure de voir les pales de cette éolienne d’une manière qui n’est pas possible avec les turbines actuelles, ce qui devrait contribuer à réduire la mortalité des oiseaux et à atteindre leur objectif. La société espère avoir conçu une structure intrinsèquement plus sûre pour les oiseaux que les turbines traditionnelles, car elle comporte des pales noires au sommet au lieu de blanches (ce qui les rend pratiquement invisibles d’en haut) .

Alors que notre population continue de croître à un rythme alarmant et que les problèmes environnementaux tels que le réchauffement de la planète prennent de l’ampleur, il est crucial que de nouvelles technologies soient développées rapidement si l’on veut avoir une chance de ralentir ces changements de manière significative avant que des dommages irréversibles ne se produisent. Voici les évolutions à venir dans le domaine des énergies vertes au cours des dix ou vingt prochaines années.

L’énergie solaire

Les coûts de l’énergie solaire vont probablement continuer à baisser, mais pas de la manière à laquelle on pourrait s’attendre. Actuellement, ce sont les autres facteurs tels que la main-d’œuvre et l’obtention de permis qui sont devenus plus problématiques que le coût de chaque panneau, car ils sont désormais abordables. Cependant, pour que nos objectifs en matière d’énergie propre se réalisent, ces processus d’autorisation doivent être modifiés de manière significative en ce qui concerne l’obtention du permis, même si le coût par installation reste faible à l’avenir, d’autant plus que de nombreuses aides sont toujours disponibles.

La révolution du système de l’énergie solaire a été alimentée par une baisse continue du coût de production, mais ces progrès n’ont de sens que si nous parvenons également à améliorer l’efficacité. Les chercheurs explorent de nouveaux moyens de tirer davantage d’énergie de nos panneaux, par exemple en superposant différents matériaux qui captent des plages de lumière plus larges et augmentent les performances globales.

En dehors de ces coûts, vous savez probablement que les développements innovants ont contribué à rendre de nombreuses innovations moins chères que jamais, mais qu’en est-il de leur efficacité ? Des chercheurs ont récemment découvert qu’ils pouvaient augmenter considérablement la puissance des panneaux en ajoutant simplement des couches ou en superposant des technologies aux capacités complémentaires : par exemple, en ajoutant un revêtement infrarouge à une peinture absorbant les ultraviolets (les deux technologies utilisées en tandem permettraient une plus grande absorption).

L’énergie éolienne

L’énergie éolienne est également en plein essor, et l’approche à son égard a changé. Le plus grand développement de l’énergie éolienne aux États-Unis a été l’ouverture de la possibilité d’exploiter l’offshore l’année dernière, en grande partie grâce au travail de Joe Biden, qui a permis d’ouvrir certaines parties de la côte ouest pour une plus grande exploration de ses avantages potentiels, notamment un accès facile à partir de l’espace disponible le long de l’océan Pacifique, où les vents sont relativement réguliers par rapport à d’autres régions comme la côte est.

Imaginez une turbine ayant le corps d’un ballon de rugby allongé. Imaginez-la tournant dans l’air, produisant de l’électricité grâce à une force invisible qui fait tourner ses pales follement et rapidement pendant des heures et des heures. Il n’est pas difficile de comprendre pourquoi ceux qui construisent ces éoliennes sont attirés par leur centre de gravité bas – cela leur permet de construire des géants encore plus ambitieux. Une éolienne à axe vertical n’est pas seulement à grande échelle, elle est énorme. Imaginez une éolienne construite sous la forme de deux bâtiments de plusieurs étages empilés l’un sur l’autre à des angles perpendiculaires l’un par rapport à l’autre, de sorte que lorsque vous regardez vers le haut ou vers le bas entre les espaces où ils se croisent, vous ne voyez rien d’autre que le ciel derrière des murs blanc immaculé de 25 étages de haut.

Le stockage des Batteries

Alors que nous prenons de plus en plus conscience des implications environnementales, de nombreux propriétaires de voitures cherchent des moyens de convertir leurs véhicules énergivores. L’une des solutions consiste à utiliser une batterie lithium-ion qui peut alimenter votre véhicule de la même manière qu’un moteur à combustion interne, mais sans aucune pollution en vue. Si ces batteries étaient autrefois à un coût prohibitif de 1 dollar par kilowattheure (kWh), leur prix a baissé dans une fourchette de 50 à 30 cents/kWh, ce qui leur permet d’être compétitives par rapport aux voitures à essence, voire moins chères par rapport au prix actuel du carburant.

Depuis l’invention des voitures électriques, les gens débattent pour savoir laquelle est la meilleure. Doivent-elles être alimentées par une batterie entièrement électrique ou par un système hybride avec de l’essence en réserve ? Bien que cette question n’ait pas encore reçu de réponse définitive, une chose qui peut aider à déterminer si vous êtes en faveur de l’adoption de la technologie des voitures électriques dépend de vos habitudes de conduite en ville par rapport aux autoroutes et aux routes rurales. Le premier problème avec les batteries alimentant les automobiles vient de leur coût élevé – mais voici une bonne nouvelle : les prix du lithium-ion continuent de baisser fortement année après année. Si ces prix continuent à baisser, nous assisterons à des changements spectaculaires non seulement dans l’industrie automobile elle-même, mais aussi dans l’ensemble de la société.

Les technologies en matière d’information

Le progrès et l’innovation technologiques sont susceptibles de modifier radicalement notre avenir. Grâce à une meilleure compréhension de la façon dont nous utilisons l’énergie, il est possible de concevoir des systèmes plus efficaces en les intégrant parfaitement aux technologies déjà en place, comme les appareils connectés à l’internet, tels que les thermostats intelligents ou les compteurs électriques qui collectent des données pour une surveillance à distance.

Les technologies innovantes qui réduisent la consommation énergétique permettent non seulement de préserver les ressources, mais aussi de développer de manière exponentielle les énergies renouvelables, comme les panneaux solaires et les éoliennes l’ont montré au cours des dernières décennies. L’avènement des technologies de l’information a permis de rationaliser les processus en numérisant les données, de sorte qu’il est plus facile que jamais de prendre des décisions éclairées sur la gestion des ressources, ce qui nous permet non seulement d’économiser de l’argent, mais aussi de contribuer à préserver ce que nous possédons.

L’étude a examiné l’ADN de plus de 200 000 personnes vivant à la fois aux États-Unis et en Grande-Bretagne, pour voir si elles pouvaient tenter des changements dans la variation génétique de ces populations au fil du temps. Les chercheurs rapportent que leur analyse de ces génomes, publiée dans PLOS Biology, montre que la sélection naturelle supprime les variantes de gènes les plus fréquemment associées à la maladie d’Alzheimer et au tabagisme important.

Leurs résultats suggèrent qu’une variante du gène ApoE4, qui est censé augmenter le risque d’apparition tardive de la maladie d’Alzheimer, a légèrement diminué. Cela pourrait sembler contre-intuitif, car vous penseriez que tout adulte aurait passé ses gènes avant que la maladie ne s’installe, mais les chercheurs pensent que lorsque les personnes choisissant d’avoir des enfants dans leurs 40ème et 50ème années, possèdent la variante à risque, le gène est sélectionné et rejeté.

Alors que les chercheurs ont trouvé des changements dans la fréquence de certains gènes, il est important de noter que ces changements étaient incroyablement faibles. Par exemple, ils ont constaté qu’un gène associé au tabagisme lourd, connu sous le nom de CHRNA3, a diminué de 1 pour cent entre les générations lorsque les personnes de plus de 80 ans ont été comparées à celles de plus de 60 ans.

Mais comme ils n’avaient pas visionné les personnes âgées de moins de 40 ans, les chercheurs n’étaient pas en mesure de prouver ce changement définitivement. « C’est un signal subtil, mais nous trouvons des preuves génétiques que la sélection naturelle se passe dans les populations humaines modernes« , a expliqué le co-auteur Joseph Pickrell.

Le problème ici est l’échelle. Bien qu’il existe effectivement des pressions de sélection différentes sur différentes populations et groupes, le temps de génération prolongé des personnes signifie que les changements que ces pressions peuvent favoriser prennent beaucoup de temps à se refléter dans la variation de nos gènes.

Cela ne veut pas dire que cela ne peut pas se produire. L’un des exemples les plus bien étudiés de sélection naturelle chez les humains ces derniers temps est celui de l’évolution pour pouvoir digérer le lait jusqu’à l’âge adulte. De toute évidence, le lait n’est généralement que bourré par les nourrissons, mais la plupart des Européens, ainsi que quelques petits groupes en Afrique et en Inde, ont évolué au cours des 10 000 dernières années, la capacité de continuer à digérer les matières blanches jusqu’à l’âge adulte après la propagation de l’agriculture.