Julien LE SCORNEC : Micro-générateurs aéroélectriques flexibles pour l’auto-alimentation de capteurs communicants

Thèse débutée en octobre 2017

Directeurs de thèse : Benoit GUIFFARD, Raynald SEVENO, Vincent LE CAM (IFSTTAR)

Résumé: L’avènement de l’Internet des Objets a fait de la récupération d’énergie ambiante un enjeu majeur dans le but d’alimenter les microsystèmes communicants. Dans ce contexte, les travaux réalisés dans cette thèse portent sur le développement d'un micro-générateur piézoélectrique flexible, capable de convertir l’énergie mécanique de faibles flux d’air. L’objectif est de rendre certains microsystèmes autonomes en énergie, ou du moins de permettre de prolonger leur durée d’utilisation avec la récupération d'énergie. Les micro-générateurs flexibles sont fabriqués à partir de films minces de zircono-titanate de plomb (PZT) de 3 µm d’épaisseur encapsulés entre des films de poly(téréphtalate d'éthylène) (PET). Le procédé de fabrication des micro-générateurs a été optimisé afin d’accroitre leur rendement [1]. Ainsi, l’optimisation de la structure d’électrodes et de la géométrie du générateur a permis de multiplier par 625 la puissance maximale récupérée.

Dans cette étude, les micro-générateurs ont été soumis à différents types de sollicitations mécaniques (pot-vibrant, système de traction/compression et soufflerie) de manière à évaluer leur aptitude à la récupération d’énergie. Ainsi, les essais en soufflerie ont montré qu’il était possible de récupérer une puissance de 38 μW à 10 Hz lorsqu‘un générateur était soumis à un faible courant d'air (6 m/s).

Références:

[1] J. L. Scornec, B. Guiffard, R. Seveno, et V. L. Cam, « Frequency tunable, flexible and low cost piezoelectric micro-generator for energy harvesting », Sensors and Actuators A: Physical, vol. 312, p. 112148, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.sna.2020.112148.

Thèse soutenue le 14 décembre 2020