L'effet Biefeld-Brown est un effet qui a été découvert par Thomas Townsend Brown (États-Unis) et Dr. Paul Alfred Biefeld (Suisse).
L'effet fait plus généralement référence à l'électrohydrodynamique (EHD) ou parfois à electro-fluid-dynamics, une contrepartie à la magnétohydrodynamique bien connue.
Les recherches approfondies ont été effectuées pendant les années 1950 et 1960 sur l'utilisation de cet effet électrique de propulsion durant la période rendue public de recherche d'une propulsion antigravité.
En 1964, le Major De Seversky avait en fait publié une grande partie de son travail sur le sujet dans (en) Brevet U.S. 3,130,945, et avec le but d'anticiper un possible malentendu à propos de ces dispositifs, il avait nommé ces machines volantes, ionocrafts.
Dans les années suivantes, beaucoup de concepts prometteurs ont du être abandonnés et oubliés en raison des limitations technologiques, mais en même temps, la science a beaucoup progressé en matière de champ EHD. L'effet est tout récemment devenu en vogue et de tels dispositifs sont maintenant connus comme propulseur EHD.
Comment fonctionne cet effet EHD ?
L'effet se fonde sur l'effet corona, qui permet aux molécules d'air de devenir ionisées près des bords pointus et des pointes.
Il ne s'agit pas ici d'un effet bilogique lié au coronavirus, mais bien d'un « effet couronne » physique qui est un phénomène de décharge électrique partielle entraînée par l’ionisation du milieu entourant un conducteur. Il apparaît quand le champ électrique dépasse une valeur critique, mais dont les conditions ne permettent pas la formation d’un arc.
Une décharge de corona se produit lorsqu’un courant, continu ou alternatif, se crée entre deux électrodes portées à un haut potentiel et séparées par un fluide neutre, en général l’air. Par ionisation de ce fluide, un plasma est alors créé et les charges électriques se propagent en passant des ions aux molécules de gaz neutres.
Lorsque le champ électrique en un point du fluide est suffisamment grand, le fluide s’ionise autour de ce point et devient conducteur. En particulier, si un objet chargé possède des pointes ou des coins (angle de 90 degrés), le champ électrique y sera plus important qu’ailleurs et sera appelé le pouvoir des pointes. De façon générale, une décharge corona sera produite à ces emplacements.
Une décharge de corona peut être positive ou négative selon la polarité de l’électrode de faible rayon de courbure. Si elle est positive, on parle de corona positive, sinon de corona négative.
La différence de masse entre les électrons (négatifs) et les ions (positifs) fait que la physique de ces deux types de corona est radicalement différente. Par exemple, une décharge de corona produit de l’ozone (transforme le dioxygène O2 de l’air en ozone O3) quelle que soit sa polarité, mais un corona positif en produit beaucoup moins qu’un corona négatif.
Si la géométrie du conducteur et la valeur du champ sont telles que la région ionisée s’étend au lieu de se stabiliser, le courant peut finir par trouver un chemin jusqu’à l’électrode inverse, il se forme alors des étincelles ou un arc électrique.
Au final, on utilise deux électrodes avec une haute tension entre elles, allant de quelques kilovolts jusqu'à plusieurs millions de volts, où une des deux électrodes est petite et pointue et l'autre est grande et lisse.
La distance la plus efficace entre les deux électrodes se situe à un gradient de champ électrique d'environ 10kV/cm, ce qui est juste en-dessous de la tension de claquage de l'air entre deux pointes, à un niveau de densité de courant généralement désigné sous le nom de condition de saturation du courant corona collecté.
Cela crée un gradient élevé du champ électrique autour de l'électrode la plus petite, qui est chargée positivement. Autour de cette électrode, une ionisation a lieu, c'est-à-dire que des électrons sont arrachés des atomes et se retrouvent dans le milieu environnant, ils sont littéralement éjectés par la charge de l'électrode.
Cela donne dans le milieu un nuage d'ions chargés positivement, qui sont attirés par l'électrode négative lisse, où ils redeviennent neutres.
Dans le processus, des milliers d'impacts se produisent entre ces ions chargés et les molécules neutres de l'air dans l'espace d'air, entraînant un transfert d'énergie cinétique entre les deux particules, ce qui a pour résultat net la création d'une force directionnelle sur le système d'électrodes.
Cet effet peut être utilisé pour la propulsion (voir propulseur électrohydrodynamique), pour les pompes à fluide et récemment pour les systèmes de refroidissement EHD.
Interprétations
L'effet est devenu connu dans le monde des OVNIs, où il est vu comme plus exotique que l'électrocinétique.
Charles Berlitz a consacré un chapitre entier de son livre The Philadelphia Experiment pour reformuler les premiers travaux de Brown sur cet effet, suggérant qu'il avait découvert un nouvel effet d'électrogravité utilisé par les OVNIs.
En fait Brown était tout à fait au courant de la façon dont ce dispositif fonctionnait, mais cela rend l'histoire moins intéressante. Aujourd'hui, l'internet est rempli de sites consacrés à l'interprétation de cet effet.
Un article de M. Tajmar décrit une expérience conçue pour tester la possibilité que cet effet puisse avoir besoin d'un autre effet qu'un vent d'ions comme explication. Aucun effet n'a été trouvé, dans les limites de la précision de cette expérience.
Certains pensent que le transformateur de Tesla (ou bobine de Tesla) pourrait être lié à cet effet. En fait, lorsque Tesla est arrivé aux États-Unis, il portait soi-disant des plans pour
une « machine volante ».
Le seul point commun entre le transformateur de Tesla et l'effet Biefeld–Brown est que la haute tension joue un rôle essentiel dans les deux cas.
Entre deux plaques servant d'électrodes, un champ électrique important peut être produit par un circuit AC généré par une bobine de Tesla.
Applications
A ce jour officiellement peu d'applications concrètes existent, la technologie étant toujours à son stade premier ou du moins pas suffisamment évoluée, nous en sommes toujours au stade du développement et de la recherche. Mais les espoirs permis sont grands et notre regard se tourne vers l'avenir.
Ainsi le projet Blimp-Lifter, consistent à réaliser un dirigeable semi-rigide autonome gonflé à l'hélium et utilisant le dispositif de propulsion électrocinétique de type Lifter pour se déplacer dans l'air, initié en Mars 2002 a déjà été testé avec succès grâce une maquette le 25 novembre 2002.
De plus, le fait que l'expérience montre qu'un appareil de type lifter produit une force de quelques millinewtons même dans le vide peut laisser présager des applications dans le domaine de l'aérospatiale notamment pour, par exemple, diriger un satellite en utilisant uniquement l'énergie solaire.
Théories de l'éléctropropulsion
L'Effet Biefeld-Brown
L'élévation d'un lifter a initialement été perçu comme un vent ionique provoqué par le passage de la haute tension et nécessitant un milieu dense (atmosphère) : au voisinage du fil corona , des électrons provenant d'atomes et de molécules de l'air sont captés. Ces électrons sont alors attirés par l'électrode positive où ils sont capturés. Les atomes et les molécules, dont ont été arrachés les électrons, deviennent ainsi des ions et forment un nuage ionisé positivement qui est attiré par l'électrode négative et repoussé par l'électrode positive et qui se déplace en suivant les lignes de champs électriques. L'électrode négative est elle-même attirée par ce nuage ionique positif ce qui crée une première force ascensionnelle (ces deux systèmes qui s'attirent ne sont pas solidaires mécaniquement et peuvent se déplacer l'un par rapport à l'autre).
En arrivant sur l'électrode négative, le nuage ionique positif provoque des chocs, entraînant l'arrachement d'électrons de cette armature. Ces derniers sont capturés par les molécules environnantes ce qui entraîne la formation d'un nouveau nuage, cette fois chargé négativement, qui est alors repoussé par la jupe d'aluminium.
Cela provoque une seconde force ascensionnelle, qui vient s'ajouter a la première, et qui explique le vol de direction verticale et de sens du bas vers le haut du lifter.
Mais notons que ce modèle électrocinétique est aujourd'hui au centre de nombreux débats car les lifter vole même en atmosphère raréfiée, avec une poussée de quelques micronewtons à quelques millinewtons, cela nécessite des intensités croissant avec la baisse de pression], et il a été prouvé récemment qu'il persiste toujours une poussée de l'ordre de quelques micro ( voire milli ) Newtons dans le vide !!
La question devient alors très intéressante car elle ouvre la voie vers une utilisation spatiale.
Donc on peut en conclure que l'explication du vent ionique est insuffisante voire superflue.
(cf les travaux plus récents effectués par Thomas B. Bahder et Chris Fazi (2002) pour le compte du US Army Research Laboratory concluent que l'explication du vent ionique est insuffisante voire superflue.)
Mais il semble improbable qu'il s'agisse d'« antigravitation » selon l'expérience de Naudin (2003)), pour expliquer l'importance de l'effet Biefeld-Brown.
Théorie de Pierre Dorane
Ce français s'intéresse à l'effet Biefeld-Brown et en donne une théorie très controversée : basée sur l'éther (c'est-à-dire un fluide qui emplit les espaces en dehors de l'atmosphère où passeraient les ondes lumineuses d'après les anciens), ou « champ subquantique », qui serait constitué de très petites particules négatives.
Selon Pierre Dorane, ces particules seraient attirées par l'électrode positive et repoussées par l'électrode négative créant de ce fait une force vers l'électrode positive, ce qui expliquerait l'effet Biefeld-Brown. Cette hypothèse, bien qu'à première vue beaucoup trop simpliste pour expliquer un tel phénomène est jusqu'à preuve du contraire au moins autant envisageable que toutes les autres (mis à part le vent ionique qui lui existe bel et bien).
Cette théorie permettrait d'ouvrir le débat sur la possible utilisation de l'effet Biefeld-Brown pour l'exploration spatiale car celui-ci se produirait également en dehors de l'atmosphère.
Mais notons que la force produite par un lifter diminue fortement dans le vide, alors que l'éther est présent même dans le vide.
Et l'anti-gravité ?
Nous pouvons aussi évoquer la théorie d'antigravitation pour expliquer l'effet Biefeld-Brown (le lifter se déplacerait dans un sens opposé au champ gravitationnel de la Terre). Mais cette théorie semble fausse car on peut faire faire au lifter un mouvement horizontal, c'est-à-dire perpendiculairement à la gravité, comme le montre de nombreuses expériences, ce qui semble confirmer que le lifter ne crée pas d'antigravité .
Voici cependant comment elle est expliquée :
D'après les théories sur l'espace temps, si on accélère une particule à une vitesse proche de la lumière, elle courbe l'espace-temps. Einstein a dit aussi que la gravité était due à des courbures dans l'espace temps. Ainsi, le champ gravitationnel serait créé par les particules accélérées (qui seraient les ions du vent ionique). Si ce champ (qui peut être positif ou négatif) est le de même signe que celui de la Terre, comme deux aimants de même signe, il y a répulsion. Cette théorie, expliquerait la diminution d'efficacité de l'effet dans le vide, vu qu'il y a moins de particules à accélérer.
Toutefois cette théorie exigerait que les particules soient accélérées à une vitesse proche de celle de la lumière !
BREVETS
(en) Brevet U.S. 3,120,363 — Appareil volant — G.E. Hagen
T. T. Brown a publié un certain nombre de brevets sur sa découverte :
GB300311 - Modalités et appareil ou machine pour produire une force et un mouvement (accepté le 15-11-1928)
(en) Brevet U.S. 1974483 - « Moteur électrostatique » (25-09-1934)
(en) Brevet U.S. 2949550 - Appareil électrocinétique (16-08-1960)
(en) Brevet U.S. 3018394 - Transducteur électrocinétique (23-01-1962)
(en) Brevet U.S. 3022430 - Générateur électrocinétique (20-02-1962)
(en) Brevet U.S. 3187206 - « Appareil électromagnétique » (1965-06-01)
(en) Brevet U.S. 3196296 - Générateur électrique (20-07-1965)
Historiquement, il a été accordé de nombreux brevets pour les différentes applications de cet effet, de la capture de la poussière par précipitation électrostatique, à l'ioniseur d'air, et également dans le domaine de la propulsion des machines volantes.
Un brevet particulièrement notable — (en) Brevet U.S. 3,120,363 — a été accordé à G. E. Hagen en 1964, pour un appareil plus ou moins identique aux dispositifs postérieurs appelés 'lifters'.
Voici les numéros d'autres brevets américains portant sur l'utilisation de l'ionisation : 2022465, 2182751, 2282401, 2295152, 2460175, 2636664, 2765975, 3071705, 3177654, 3223038, 3120363, 3130945.
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