Outils personnels

Vous êtes ici : Accueil / PHC Utique franco-tunisien / Projets en cours / REVE 3D (Récupération d'énergie vibratoire en 3 dimensions par transduction électrostatique)

REVE 3D (Récupération d'énergie vibratoire en 3 dimensions par transduction électrostatique)

PHC : Utique
Codes du projet : 17G1401 -- Campus N° 37140ZC
Domaine : Mathématiques - Sciences et technologies de l'information (STIC)
Intitulé : REVE 3D (Récupération d'énergie vibratoire en 3 dimensions par transduction électrostatique)
Porteur(s) : BASSET Philippe, NAJAR Fehmi
Date de début : 01/01/2018
Date de fin : 31/12/2019

L'objectif global de ce projet est de proposer la conception, la fabrication et la caractérisation de RECe miniaturisés qui seront
mis en fonctionnement par les mouvements du corps humain pour alimenter des capteurs dédiés à des utilisations médicales,
comme la mesure de paramètres physiologiques ou la localisation d’une personne déficiente dans un environnement restreint.

Objectifs

(i) Le premier sous-objectif est plus orienté sur le circuit de conditionnement du RECe. Il s’agira d’associer la conception et la réalisation d'un RECe avec un circuit de la famille du doubleur de Benett, que la littérature citée dans la première partie de ce projet recommande pour les RECe grâce à sa capacité de stockage exponentielle des charges électriques. Ce type de circuit de conditionnement est exclusivement implémenté avec des diodes et des capacités. Ce que nous proposons, dans ce projet, c'est d’une part de généraliser l’architecture de base du doubleur de Bennet et de définir le circuit optimum en fonction de l’excitation mécanique d’une personne en mouvement, puis d’autre part de remplacer les diodes par des commutateurs mécaniques dont le mouvement sera automatiquement induit par les forces d'inertie due à la translation de l'élément mobile. En effet, le courant de fuite des diodes lors de la phase bloquée du cycle de pompage électrique pourra être éliminé grâce à l'introduction de ces commutateurs mécaniques, ce qui diminuera considérablement l’énergie consommé par le circuit et donc augmentera la puissance disponible pour le capteur. De plus l'utilisation des commutateurs mécaniques, en lieu et place des diodes, permettra la réduction de la taille et une meilleure intégration du système. Ce premier sous-objectif fait déjà l'objet d'une thèse en cotutelle commencée durant l'année universitaire en cours (2015-2016) entre l’EPT et ESIEE Paris.
(ii) Le second sous-objectif est de proposer de nouvelles conceptions de transducteurs utilisant des excitations mécaniques bi ou tridimensionnelles, et de profiter des résultats du premier sous-objectif pour remplacer les diodes du circuit de conditionnement par des interrupteurs mécaniques auto-actionnés par les mouvements du transducteur. En effet, les excitations disponibles sont souvent tridimensionnelles alors que la plupart des RECe proposés n'utilisent qu'une seule direction d'excitation. Le choix technologique des RECe multidirectionnel nécessite une conception différente de celle utilisant un seul axe de mouvement. Et l'introduction des commutateurs mécaniques complique la cinématique du mécanisme du RECe, ce qui nécessite une adaptation
des capacités de charge et de décharge pour être en accord avec les mouvements complexes du mécanisme 3D. Ce deuxième sous-objectif requiert le lancement d'une seconde thèse en cotutelle proposée pour l'année universitaire 2016-2017.

Résultats

Les résultats espérés sont la réalisation de dispositifs miniatures permettant la génération d’au moins une centaine de μW à
partir du mouvement d’une personne en mouvement. Ces dispositifs pourront être portés à même la peau ou intégrés dans un
vêtement ou une chaussure. Ce niveau de puissance correspond à une demande industrielle pour l’alimentation de capteurs sans
fil utilisant le protocole Bluetooth Low Energy (BLE). Des niveaux plus faibles permettent malgré tout d’alimenter des systèmes
moins gourmands en énergie comme des protocoles à 848 MHz ou des tags RFID actifs. De tels systèmes ont déjà été testés à
ESIEE Paris avec succès, mais du fait de la faible efficacité des REC utilisés, la mesure et l’envoi de données n’a pu se faire qu’à
une fréquence beaucoup trop faible pour avoir une véritable utilité commerciale.

Informations supplémentaires

ESIEE Paris

Partenaire français
Noisy-le-Grand
http://www.esiee.fr

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
"Electronique, systèmes de communication et microsystèmes (ESYCOM)"


Responsable(s)
Philippe BASSET - ESYCOM - Noisy-le-Grand - Tél :0145926586 - Email :philippe.basset@esiee.fr

Ecole Polytechnique de Tunisie

Partenaire tunisien
La Marsa
http://www.ept.rnu.tn

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire des Systèmes et Mécanique Appliquée (LASMAP)


Responsable(s)
Fehmi NAJARL - LASMAP - La Marsa - Tél :0021671774611 - Email :fehmi.najar@ept.rnu.tn