Récupération d’énergie mécanique
Le laboratoire ESYCOM travaille depuis plus de 10 ans sur les dispositifs et les méthodes de récupération d’énergie mécanique à micro-échelle pour l’alimentation de capteurs autonomes, de tags RFID ou de modules Bluetooth.
Nous développons des dispositifs selon différentes approches :
- des générateurs en technologies MEMS électrostatiques à électret ;
- des générateurs tribo-électret ;
- des générateurs piézoélectriques à base de nano-fils d’oxyde de zinc ;
- des générateurs à base de films polymères électro-actifs obtenus par electro-spining ;
Notre activité adresse non seulement la réalisation des transducteurs d’énergie mais aussi leurs modélisations et leurs interfaces électriques, qu’elles soient passives au travers de pompes de charge dites instables, ou intelligentes dans le but d’approcher les limites physiques de la conversion.
De plus, afin de gérer les hautes tensions propres aux générateurs électrostatiques/triboélectriques, nous travaillons sur des systèmes de management de puissance à partir d’interrupteurs MEMS à micro-plasma fonctionnant de façon autonome.
[1] Y. Lu et al., « A batch-fabricated electret-biased wideband MEMS vibration energy harvester with frequency-up conversion behavior powering a UHF wireless sensor node », J. Micromech. Microeng., vol. 26, no 12, p. 124004, déc. 2016, doi: 10.1088/0960-1317/26/12/124004.
Récupération et gestion de l’énergie thermique
Plus récemment, des chercheurs du laboratoire ESYCOM mènent des travaux sur la récupération, le contrôle et la conversion de l’énergie thermique. Ces travaux couvrent plusieurs échelles spatiales, de celle du matériau (échelles nanométriques et micrométriques) à celle du dispositif (micrométrique à centimétrique). Ces travaux couvrent en particulier :
- Le développement de métamatériaux aux propriétés thermiques innovantes et contrôlables (ex : émetteurs sélectifs, absorbeurs sélectifs, etc.),
- La caractérisation des propriétés thermo-physiques de ces matériaux et leur optimisation à des fins de contrôle et de récupération d’énergie thermique,
- Le développement de concepts innovants de dispositifs de contrôle et de conversion de l’énergie thermiques (ex : rectificateurs thermiques, refroidisseurs radiatifs, convertisseurs thermo-photovoltaïques (TPV), etc.),
- Le développement de dispositifs de récupération et d’utilisation d’énergie thermique (ex : générateurs de vapeur solaires),
- Caractérisation et optimisation du transport de chaleur dans des dispositifs micro-électroniques.
Récupération d’énergie électromagnétique
Le laboratoire ESYCOM travaille depuis plus de 10 ans sur les circuits pour le transfert et/ou la récupération d’énergie électromagnétique aux fréquences RF et micro-ondes. Nous avons acquis une expertise dans la modélisation, la conception et la mesure expérimentale d’antennes de captation et de circuits de conversion RF-DC large bande, multi-bande ou à bande étroite. Nos travaux couvrent particulièrement:
- La conception et la caractérisation d’antennes à polarisation circulaire ou à double polarisation linéaire à deux ou plusieurs accès,
- Les techniques de beamforming distribué et de retournement temporel pour le transfert d’énergie sans en environnement multi-trajets,
- La conception et l’optimisation de formes d’ondes à enveloppe fortement variable, en émission, destinées aux systèmes de transfert d’énergie sans fil,
- L’optimisation conjointe forme d’onde/circuit de conversion RF-DC pour une meilleure effiicacité de conversion,
- Le développement de solution d’alimentation sans fil et à distance de dispositifs électroniques communicants et à faible consommation en énergie,
- La conception et la caractérisation de rectennas méta-matériaux ou méta-surfaces,
- Le développement de réseaux d’antennes et/ou de rectennas avec différentes topologies,
