Transformer le mouvement en alimentation électrique
Les batteries restent la solution d'alimentation privilégiée pour les petits appareils tels que des capteurs sans fil, transmetteurs de données et dispositifs médicaux implantables. Néanmoins, leur évolution n'a pas suivi celle des appareils, dont les besoins en alimentation électrique ne cessent de croître. De plus, celles-ci doivent être remplacées régulièrement en raison de leur durée de vie limitée; un processus qui peut revenir très cher. Parmi les solutions alternatives, les chercheurs travaillant sur le projet HIPER (High performance energy harvesters), financé par l'UE, ont exploré celle concernant les dispositifs compacts de récupération d'énergie par vibration. Ces micro-générateurs électriques sont capables de fournir une alimentation électrique continue, permettant un fonctionnement autonome. L'approche standard adoptée à ce jour pour la récupération d'énergie par vibration est basée sur des oscillateurs linéaires à résonance qui sont stimulés par des secousses, des vibrations mécaniques ou le mouvement du corps. Les scientifiques du projet HIPER ont proposé une approche différente afin de surmonter la plupart de leurs limites. Plus précisément, ils ont examiné la possibilité de combiner les propriétés des oscillateurs linéaires à résonance avec celles des oscillateurs non linéaires. Une suspension, par exemple, peut être réalisée pour donner une rigidité proche de zéro le long d'un axe tout en demeurant rigide le long des autres axes. Ceci permet d'obtenir des fréquences de résonance très basses, même dans un petit appareil. Plusieurs prototypes de suspension en silicone ont été fabriqués en utilisant la technique de micro-fabrication traditionnelle de la gravure ionique réactive profonde ainsi que le micro-usinage par laser. La performance supérieure de ces structures a été établie par une analyse des éléments finis. Des travaux expérimentaux supplémentaires ont prouvé qu'il était possible de récupérer une vibration ambiante à basses fréquences et dans une gamme de fréquences très étendue. Les résultats du projet HIPER ont révélé le potentiel des micro-récupérateurs d'énergie pour permettre aux dispositifs portables de faible puissance de fonctionner de façon autonome tout au long de leur durée de vie.
Mots‑clés
Alimentation électrique, récupération d'énergie, oscillateur non linéaire, générateurs électriques, batteries, suspensions de silicium
