Peut-on récupérer l'énergie d'une onde gravitationnelle ?

[invitec858899b]

Bonjours à tous, je ne suis pas un scientifique ni quoi que ce soit du genre, mais je suis curieux. A la suite de l'affirmation par le LIGO de la preuve que les ondes gravitationnelles sont bel et bien réelles (confirmation donc de la thèse d'Einstein), je me suis un peut renseigné sur ce quelle étaient pour comprendre brièvement le sujet. Suite à cette recherche, je me suis alors posé la question suivante: serait-il possible, (dans quelques années évidement) de pouvoir récupérer l'énergie des ces ondes comme l'on récupère actuellement l'énergie des vague dans les centrales houlomotrices.
Si ce n'est pas le cas comment peut on alors récupérer l'énergie de ces ondes ?
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[Deedee81]

Salut,

En principe, oui, il devrait être possible de récupérer une partie de l'énergie des ondes gravitationnelles. Comme on le fait en effet pour les vagues.

Ceci dit, ce ne serait pas très intéressant. D'une part l'énergie totale des ondes gravitationnelles arrivant sur Terre ne devrait pas permettre d'allumer beaucoup plus qu'une seule ampoule (sauf peut être de temps en temps, si un événement très violent se produit).

D'autre part, le rendement de la conversion "accélération de corps massif" <-> "ondes gravitationnelle" est très médiocre. C'est dû à une caractéristique technique des ondes gravitationnelles : ce sont des ondes quadrupolaires (bon, voici un lien, mais ça reste assez technique https://fr.wikipedia.org/wiki/Quadrup%C3%B4le Il est surtout utile de savoir que les ondes ondes électromagnétiques ont une composante dipolaire principale, et une composante quadrupolaire beaucoup plus faible).

Ce rendement médiocre explique la faiblesse de ces ondes (ce qui a rendu leur détection difficile) mais empire encore toute tentative de récupérer leur énergie. Peut-être pour allumer une mini veilleuse

[JPL]

Imagine qu'un bras de LIGO (4 km) soit un levier : le train d'ondes qu'il a détecté l'a fait bouger de moins de l'épaisseur d'un atome ! Tu imagines le travail récupéré ?

[invite1c6b0acc]

moins de l'épaisseur d'un atome !

Impressionnant ...
Il y a des expérimentateurs qui sont de vrais magiciens !

[A voir en vidéo sur Futura]

[JPL]

J'ai essayé de lire la publication avec la description technique incluant les derniers perfectionnements. Je me suis arrêté bien avant la fin largué par divers points techniques (il y a quand même une quarantaine de pages !) mais j'en ai lu assez pour m'émerveiller de toutes les sources de perturbation possibles analysées et des dispositifs mis en œuvre pour les pallier. Le ingénieurs ont pensé à des détails presque incroyables. Sur le plan opto-mécanique ce détecteur est une merveille bourrée d'une multitude de dispositifs ultra-sophistiqués. La plus belle démonstration de la qualité de la mise en œuvre c'est que les deux installations distantes de 6000 km ont enregistré l'événement en produisant des courbes strictement superposables.

[invitea47ed71f]

Bonjour,
Je me pose justement des questions sur la manière de récupérer un travaille du passage d'une onde gravitationnelle: il me semble, justement, qu'on ne peut pas voire les choses comme pour une onde ordinaire, vu que c'est la métrique qui est modifiée (?).
Comment faire levier au passage de l'onde ?

[WizardOfLinn]

Il me semble que l'énergie disponible n'est pas très difficile à calculer : 3 masses solaires réparties sur une sphère de 1 milliard d'années-lumière de rayon (approx.).
Sauf erreur de ma part, ça fait environ 0.5 mJ/m² (millijoules par m²)
A l'échelle de la Terre, 64 GJ = 18 MWh

D'hypothétiques observateurs situés à 10 années-lumière du phénomène ont pu voir passer 100 millions de fois plus, 50 kJ/m².
Si la matière n'est pas totalement "transparente", ça a du secouer...

[WizardOfLinn]

Rectificatif de mon message précédent : à 10 a.l., c'est (10^8)²=10^16 fois plus, soit 5 TJ/m²...

[invitea47ed71f]

Oui, mais de manière concrète, je fais comment pour la récupérer?

Certes, "un cercle se transforme en ellipse sous l'action de l'onde". Mais c'est parce que la métrique de notre espace est modifiée: si je mets qqch au centre du cercle pour récupérer de l'énergie, il sera déformé de la même manière et je ne pourrai rien retirer (?).
Enfin d'un autre coté, les équations d’Einstein doivent être "réversibles": Si on réussissait à inverser le sens de propagation de l'onde (totalement impossible en pratique bien sur), on devrait avoir le phénomène inverse (recréation des 2 trous noirs à partir d'un), recréer de la masse et donc faire "travailler" une onde gravitationnelle.

[Deedee81]

Salut,

Tu prends une grande barre métallique (barre de Weber), tu mets un bâti fixe à chaque extrémité. Tu places un aimant et une dynamo aux extrémités. Et hop.
Tu pourras produire environ un milliardième de milliardième de nanowatt.

[inviteb6b93040]

les deux installations distantes de 6000 km ont enregistré l'événement en produisant des courbes strictement superposables.

ça fait 2 fois que tu met 6000 km alors que c'est 3002 km

These sites are separated by 3,002 kilometers (1,865 miles). Since gravitational waves are expected to travel at the speed of light, this distance corresponds to a difference in gravitational wave arrival times of up to ten milliseconds. Through the use of triangulation, the difference in arrival times helps to determine the source of the wave
https://en.wikipedia.org/wiki/LIGO

[JPL]

Eh bien oui, j'étais distrait. Quand on fait la bêtise une fois on a tendance à la recommencer !

[invite52eae448]

hm, comment la chose serait possible ? puisque c'est la trame spatiale qui se modifie... impossible d'avoir un point fixe pour transformer la déformation en distance en travail.. puisque tout les points d'une système seront déformé concomitament... comme si de rien n'était donc..

une corde tendue même plus longue, mesure toujours la même distance... puisque l'instrument de mesure se déforme avec le mesuré...

autrement dit, le piston se déplace avec sa chemise... comme de rien... donc... pas de travail, donc pas d'énergie possible...

mais ais-je tout bien compris vu ce que je lis plus haut ??

[JPL]

Ton raisonnement ne tient pas compte de la longueur d'onde. Si les choses se passaient comme tu le dis Ligo n'aurait rien pu mesurer.

[Nicophil]

hm, comment la chose serait possible ? puisque c'est la trame spatiale qui se modifie...

une corde tendue même plus longue, mesure toujours la même distance... puisque l'instrument de mesure se déforme avec le mesuré...

La mesure brute, c'est une variation de la phase (en radians) qui arrive sur le détecteur.

Soit on l'interprète comme une variation de la longueur (en mètres ou s-l) du trajet du rayon laser, soit on l'interprète comme une variation de la fréquence spatiale du rayon laser (en radians par mètre ou rad/s-l).
Mais pas les 2 à la fois !

[invite6c250b59]

Tu prends une grande barre métallique (barre de Weber), tu mets un bâti fixe à chaque extrémité. Tu places un aimant et une dynamo aux extrémités. Et hop.

Dubitatif. L'aimant et la dynamo ne demeurent-ils pas immobiles l'un par rapport à l'autre?

[Deedee81]

Salut,

Dubitatif. L'aimant et la dynamo ne demeurent-ils pas immobiles l'un par rapport à l'autre?

Ouais, bon, si tu chipotes

Sérieusement, je ne sais pas trop comment récupérer l'énergie. Mais ça ne serait pas plus efficace que mon idée.... si elle marchait !

[invite6c250b59]

Ouais, bon, si tu chipotes

Non mais si ça se trouve ça marche, j'en sais rien, c'est une vrai question.

[Deedee81]

Non mais si ça se trouve ça marche, j'en sais rien, c'est une vrai question.

Non, non, ta remarque est hautement pertinente. Si (par exemple) la barre de Weber s'allonge (car il y a "étirement" de l'espace), alors le support aussi, donc tout ce qu'on pourrait y attacher.

C'est un peu la remarque qu'on a eut sur un des fils d'actu : si le chemin du laser s'allonge, la longueur d'onde aussi... donc on ne devrait avoir aucune interférence (la solution étant ici que la lumière passe après l'allongement, et très très vite, la fréquence des OG étant dans le domaine des quelques centaines d'Hertz au mieux).

Ici il faut profiter du fait que ce sont des ondes transversales et quadripolaire : sa se contracte dans un sens et ça se dilate dans le sens perpendiculaire. Mais ça rend plus difficile la récupération de l'énergie (pour la même raison d'ailleurs que l'émission a un "rendement" exécrable)

[invite1c6b0acc]

Et sinon, le fait d'avoir mesuré consiste forcément a avoir récupéré une partie de l'énergie de l'onde.
Infime, évidemment ...

[invite6c250b59]

la lumière passe après l'allongement

D'accord merci, là je le vois.

avoir mesuré consiste forcément a avoir récupéré une partie de l'énergie de l'onde

Non, l'énergie peut venir de l'instrument de mesure (en fait il n'est même pas obligatoire d'avoir une interaction physique avec ce qui est mesuré)

[invite1c6b0acc]

Non, l'énergie peut venir de l'instrument de mesure (en fait il n'est même pas obligatoire d'avoir une interaction physique avec ce qui est mesuré)

Ça me semble hors sujet par rapport aux ondes gravitationnelles et au mode de fonctionnement du détecteur, mais par ailleurs passionnant.
Merci pour le lien.

[invite6c250b59]

Ça me semble hors sujet par rapport aux ondes gravitationnelles

Je ne pense pas que la première partie soit hors sujet: les deux bras de Ligo forment un interféromètre, autrement dit exactement le même dispositif qu'à la figure 1 de ce lien. Comme celle-ci montre qu'un objet peut être détectée sans aucune interaction avec les photons qui "mesurent" sa présence, cela montre que ce type de mesure ne demande pas nécessairement de prélever de l'énergie de la source du signal.

par contre le reste l'est moins, même si je partage 100% ton ravissement devant la beauté de la suite