Autonomie énergétique (de systèmes communicants)
Autonomie énergétique des systèmes communicants par transfert sans fil de puissance électromagnétique ou par récupération d’énergie électromagnétique ambiante.
L’équipe MINC développe de nouveaux objets communicants sans fils et sans batterie, autonomes en énergie grâce aux techniques de transfert sans fil de puissance électromagnétique ou par récupération d’énergie électromagnétique ambiante.
Transfert sans fil de puissance électromagnétique et récupération d’énergie électromagnétique ambiante
Les recherches de l'équipe MINC se basent sur une approche allant des dispositifs aux systèmes afin de permettre l’autonomie énergétique par transfert de puissance sans fil ou par récupération d’énergie ambiante de systèmes communicants complexes. Ces systèmes sont conçus pour des applications diverses, notamment : l’Internet des Objets, le biomédical (e.g. des capteurs intracrâniens sans batterie, alimentation de capteurs optiques par récupération d’énergie à l’intérieur d’une installation IRM, etc.), la surveillance multi-décennale de bâtiments intelligents, le spatial, etc.
Schéma de principe du transfert sans fil de puissance électromagnétique rayonnée, id est grâce à des ondes radiofréquences.
Capteurs et réseaux de capteurs sans fil et sans batterie
Afin de répondre aux enjeux économiques et sociétaux, l'équipe MINC développe des capteurs sans fil et sans batterie utilisant d’une manière optimale la transmission sans fil simultanée de puissance et d’information. C'est-à-dire la cohabitation efficace des fonctions concernant la transmission sans fil de puissance, la mesure de paramètres physiques, la communication sans fil (BLE, LoRaWAN, RFID, etc.) et la cybersécurité implémentée à la fois au niveau logiciel (communication de données) et materiel (transmission de puissance).
Photo regroupant deux capteurs sans fil et sans batterie LoRaWAN, une source de puissance électromagnétique rayonnée (+33 dBm à 868 MHz) et deux capteurs sans fil et sans batterie BLE.
Capteurs BLE sans fil et sans batterie
Ces capteurs utilisent comme élément de stockage d’énergie un condensateur standard (de 100 µF à 220 µF) et peuvent réaliser de mesures physiques (température, humidité relative et résistivité diélectrique) avec une périodicité de mesure contrôlée par la source de puissance. Il emploie également un antenne conçue sur un substrat translucide et flexible.
Shéma bloc et photo d'un capteur sans fil et sans batterie BLE.
Capteurs LoRaWAN sans fil et sans batterie
Ces capteurs utilisent comme élément de stockage d’énergie un supercondensateur (de 2,2 mF) et peuvent réaliser de mesures physiques (température, humidité relative, déformation mécanique et résistivité diélectrique) avec une périodicité de mesure contrôlée par la source de puissance. Ils ont une distance de téléalimentation testée allant jusqu'à au moins 11 mètres et une distance de télécommunication de plusieurs kilomètres. Via l'utilisation d'un circulateur radiofréquence, une unique antenne est utilisée pour simultanément récupérer la puissance électromagnétique générée pour son alimentation et transmettre les données mesurées.
Photo d'un capteur sans fil et sans batterie LoRaWAN.
Contacts : Alexandru TAKACS, Daniela DRAGOMIRESCU, Marjorie GRZESKOWIAK, Gaël LOUBET
