Un prototype de récepteur laser intégré sous l’aile d’un drone stationnaire convertit l’énergie d’un laser vert en électricité, tandis que le flux d’air généré par l’hélice évacue la chaleur par des canaux de refroidissement intégrés. Crédit : Y. Han et X. Han et al., Matter & Light

La recharge sans fil est monnaie courante pour nos téléphones, montres, écouteurs et autres appareils électroniques. Désormais, des chercheurs souhaitent étendre cette technologie aux aéronefs : recharger des drones en vol grâce à un faisceau laser placé sous leurs ailes.

Des chercheurs ont conçu un récepteur léger, inspiré des cellules solaires, qui capte l’énergie d’un faisceau laser et la convertit en électricité. Afin de limiter la température du dispositif, ils l’ont stratégiquement placé sur les ailes d’un drone et ont utilisé une technologie de blocage thermique, ce qui permet au récepteur de convertir une plus grande partie de l’énergie du laser en électricité.

Les résultats sont publiés le 29 juillet dans la revue Matter & Light .

« Imaginez un avenir où les drones chargés d’inspecter les forêts, de surveiller les catastrophes ou de livrer des colis n’auront plus besoin d’atterrir fréquemment pour changer leurs batteries », explique Jianhua Han, de l’Université d’aviation civile de Chine et auteur principal de l’étude. « À mesure que les drones effectuent des missions plus longues, l’autonomie de leurs batteries est devenue l’un des principaux obstacles. »

Une cellule laser conçue pour la chaleur

Cette technologie repose sur un dispositif tandem cellule laser pérovskite-thermoélectrique (PLC-TE), un type de cellule solaire optimisé pour les lasers plutôt que pour la lumière solaire. La couche de pérovskite convertit l’énergie laser en électricité, tandis que la couche thermoélectrique récupère l’énergie qui serait autrement dissipée sous forme de chaleur. Plus l’écart de température entre la face chaude exposée au laser et la face froide est important, plus la couche thermoélectrique peut générer d’électricité.

Mais les lasers puissants chauffent aussi considérablement l’appareil, ce qui réduit son efficacité.

« Lorsque nous avons testé l’appareil avec un laser de haute puissance, la caméra thermique a affiché des températures de 80 à 90 °C », explique Han. « C’était bien plus élevé que prévu et cela nous a fait prendre conscience que l’accumulation de chaleur était un problème beaucoup plus grave que nous ne l’avions imaginé. »

Refroidissement du récepteur en place

Pour éviter la surchauffe du dispositif, les chercheurs ont intégré des nanocristaux spécifiques au sein du dispositif tandem PLC-TE. Ces nanocristaux, faibles conducteurs de chaleur, agissent comme une barrière thermique, ralentissant la dissipation de la chaleur et contribuant ainsi au maintien des performances du dispositif lors d’une exposition prolongée au laser. Sous un laser vert, le système a converti 38,49 % de l’énergie incidente en électricité, soit l’un des rendements les plus élevés obtenus pour cette catégorie de technologies dans des conditions similaires.

Pour valider le concept, l’équipe a également intégré le dispositif sous l’aile d’un drone stationnaire et a créé des canaux d’aération dans cette aile. L’éclairage du dispositif par un laser vert a permis d’alimenter l’hélice du drone. De plus, le flux d’air a contribué au refroidissement de la face froide de la couche thermoélectrique, améliorant ainsi les performances globales du dispositif.

« Les études précédentes se concentraient principalement sur les matériaux ou le dispositif lui-même », explique Han. « Nous voulions aller au-delà du laboratoire et réfléchir à la manière dont le système pourrait être intégré à un aéronef, refroidi en fonctionnement et rendu compatible avec le vol. Il ne s’agit pas seulement d’un problème de science des matériaux, mais aussi d’un problème d’ingénierie. »

Du modèle de laboratoire au vol

L’appareil n’a pas encore effectué son premier vol. Son prochain test se déroulera à bord d’un drone léger afin de prouver son bon fonctionnement en extérieur. Les chercheurs devront également réfléchir à la manière de suivre avec précision les drones en mouvement à l’aide de faisceaux laser et de garantir la sécurité de cette technologie.

« Nos travaux démontrent la possibilité de ravitailler les avions en vol grâce à la lumière », explique Han. « Passer de 1 à 100 appareils nécessitera de relever de nombreux défis d’ingénierie, mais nous espérons que cela constituera un point de départ pour les développements futurs. »

https://www.cell.com/matter-light/fulltext/S3117-5848(26)00066-9

https://techxplore.com/news/2026-07-drones-mid-flight-lasers.html