Cette brillante invention de Tesla commence à prendre tout son sens

Dépourvue de pièces mobiles, une valve à eau unidirectionnelle inventée il y a plus de 100 ans par Nikola Tesla pourrait être adaptée au pompage des fluides de moteurs en utilisant de l’énergie qui serait autrement gaspillée.

Une invention centenaire

Breveté en 1920, le « conduit valvulaire » de Nikola Tesla est essentiellement un tube possédant une structure interne relativement complexe, obligeant le fluide se déplaçant dans une direction à faire une boucle sur lui-même en divers points du dispositif. Lorsque l’eau s’écoule dans l’embouchure des boucles, elle devient turbulente et ralentit, ce qui stoppe le flux. Mais lorsqu’elle coule dans l’autre sens, elle n’entre pas dans les boucles et s’écoule librement.

Dans le cadre de travaux présentés dans la revue Nature Communications, Leif Ristroph et ses collègues de l’université de New York ont créé une version de 30 centimètres de long de la valve en suivant le plan original de Tesla, et ont mesuré le débit dans les deux sens de fonctionnement, à différentes pressions.

Bien que Tesla ait affirmé dans son brevet que la valve pouvait faire couler l’eau 200 fois plus lentement dans un sens que dans l’autre, les chercheurs ont constaté que leur version ne la rendait que deux fois plus lente. « C’était un homme très imaginatif », estime Ristroph. « En l’absence de documentation à ce sujet, il est difficile de savoir s’il l’a réellement fabriquée et testée, mais nous le soupçonnons. »

En dépit d’un effet nettement plus faible que ce que Tesla prétendait, la valve reste selon Ristroph une conception utile, d’autant plus qu’elle n’a pas de pièces mobiles et pourrait donc être utilisée sans entretien. « Elle était connue et a été utilisée dans certaines applications, ou du moins proposée pour être utilisée. Mais personne n’avait jamais effectué un travail hydrodynamique approfondi pour comprendre son fonctionnement et son efficacité », explique le scientifique.

Des applications modernes

Les chercheurs ont constaté qu’il n’y avait aucune différence de résistance entre les deux sens d’utilisation à faible débit, mais que la valve s’activait brusquement au-dessus de débits d’environ 1 centimètre par seconde et résistait de manière significative au débit inverse. Selon l’équipe, Tesla, qui possédait également un brevet pour un convertisseur électrique de courant alternatif en courant continu, avait conçu le conduit valvulaire pour tenter d’obtenir le même type de conversion avec les fluides.

En courant alternatif, l’électricité voit les électrons inverser constamment leur sens, mais lorsqu’ils sont convertis en courant continu, ils circulent effectivement en boucle. Partant de ce constat, les scientifiques ont également fabriqué un anneau de valves à eau Tesla pour imiter le convertisseur électrique du génial inventeur et ont constaté qu’il était capable de traiter l’eau oscillante (ballotée d’avant en arrière par un piston) et de la convertir en un flux d’eau régulier dans une direction, obtenant l’effet d’une pompe.

L’équipe pense que ce concept pourrait exploiter les vibrations des moteurs et autres machines pour pomper le carburant, les liquides de refroidissement, les lubrifiants et autres gaz et liquides. « Imaginez que ces systèmes de pompe à fluide exploitent les vibrations du moteur, qui sont déjà présentes, et les fassent circuler. Il n’y a pas de pièces mobiles. Il n’y a rien qui puisse casser », conclut Ristroph.