De la conversion piézoélectrique à la récupération d’énergie
Résumé
Research activities I lead at the SYMME laboratory of Savoie Mont Blanc University cover various applications of electromechanical conversion: modeling and control of piezoelectric actuators, vibration damping and seismic isolation, implementation of transducers in heat engines and vibration energy harvesting using piezoelectric or electromagnetic technologies. This scientific approach implies the modeling of coupled multi-physics phenomena and the systematic validation of the theoretical models by experiments. The realization of high technology readiness level prototypes and technological transfer opportunities are also considered.
These activities have resulted to the realization of vibration energy harvesting devices whose purpose is to address the industrial issue of energy autonomy of distributed autonomous wireless sensors. The defense will be an opportunity to demonstrate the theoretically achievable maximum performance of an inertial vibration energy harvesting device. The electronic and mechanical developments to approach at best these performances will then be defined. The use of non-linear piezoelectric oscillators and original energy extraction circuits improves the robustness of performance with respect to the variability of the vibrational environment and electrical loading.
Les activités de recherche que je mène au laboratoire SYMME de l’Université Savoie Mont Blanc couvrent différentes applications de la conversion électromécanique : modélisation et contrôle d’actionneurs piézoélectriques, amortissement vibratoire et isolation sismique, intégrations de transducteurs dans des machines thermiques et récupération d’énergie vibratoire par technologie piézoélectrique ou électromagnétique. La démarche scientifique mise en œuvre part de la modélisation multi-physique des phénomènes couplés jusqu’à la validation systématique des modèles théoriques élaborés en s’appuyant sur des approches expérimentales. La réalisation de prototypes de niveau de maturité technologique élevé et les possibilités de transfert technologique sont également abordées.
Ces activités ont notamment abouti à la réalisation de dispositifs de récupération d’énergie vibratoire dont la finalité est d’apporter une réponse à la problématique industrielle de l’autonomie énergétique de capteurs autonomes communicants distribués. La soutenance de HDR sera l’occasion de démontrer les performances maximales théoriquement atteignables avec un dispositif de récupération d’énergie vibratoire inertiel. Les axes de développements électroniques et mécaniques pour approcher au mieux ces performances seront ensuite définis. L’utilisation d’oscillateurs piézoélectriques non-linéaires et de circuits électroniques d’extraction et de stockage originaux permet ainsi d’améliorer significativement la robustesse des performances vis à vis de la variabilité du gisement vibratoire et de la charge électrique.
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