La technologie mise au point par des
chercheurs allemands ouvre la voie à des dispositifs et nomades et autonomes.
Une bonne nouvelle pour les spécialistes des capteurs embarqués en tous genres.
Quand un
train de marchandise évolue à travers la plaine ou la montagne, à chaque
jonction des rails, les wagons sont secoués violemment. Et à chaque virage, les voitures se cognent
les unes les autres, sous l’effet du freinage et de l’accélération de la
motrice. Et évidement, plus la voie suit un chemin torturé, plus les secousses
sont fréquentes et fortes. Mais, bonne nouvelle, selon les ingénieurs de
l’institut Fraunhofer ISS d’Erlangen, spécialisé dans les circuits imprimés,
ces vibrations fournissent assez d’énergie pour recharger de petits appareils
électroniques. Selon eux, des capteurs de température dans les camions
frigorifiques ou des traceurs GPS dans les containeurs, ou encore d’autres
mouchards dans des tunnels, pourraient ainsi fonctionner de façon autonome. Et ça marche !
Exit les batteries
La
technologie sur laquelle les chercheurs allemands s’appuient est la
récupération d’énergie, « energy Harvesting » en anglais, où
l’énergie provient de sources naturelles : différences de température ou
de pression, courants d’air, mouvements ou vibrations mécaniques… A condition, à chaque fois, que cette énergie
naturelle soit suffisante pour alimenter un microsystème. Pour s’en assurer,
ils ont développé un enregistreur de données spécifique. Embarqué à l’endroit
même que l’on veut étudier, ce système compact analyse et caractérise le
potentiel d’énergie utilisable (dans le cas du train, les oscillations créées
pendant le trajet). Il mesure les principaux paramètres de la source des
vibrations, tels que l’amplitude et le spectre de fréquence de l’accélération.
«Nous pouvons utiliser les données recueillies pour concevoir des
convertisseurs de vibrations, des générateurs piézo-électriques, par exemple,
pour alimenter des capteurs, émetteurs-récepteurs radio, trackers et autres
dispositifs à faible consommation », explique Peter Spies, le responsable du
groupe en charge du projet à l’IIS. « Les systèmes de suivi utilisés
actuellement fonctionnent tous sur batterie. Ces piles doivent être remplacées
constamment, tâche fastidieuse et onéreuse. Grâce à la conversion d’énergie, il
est possible d’éliminer batteries et câblages ».
De multiples applications
L’enregistreur
de données de l’IIS comprend un capteur d’accélération, un module GPS, un
micro-contrôleur, une carte SD et une interface WiFi. Le capteur mesure
l’accélération du train sur trois axes. Dans le même temps, le module GPS
détermine la position du véhicule et mémorise les données, ainsi que les
valeurs d’accélération sur la carte SD. Ces paramètres peuvent être utilisés
pour identifier la vitesse du train et la quantité d’énergie dont il dispose.
«De cette façon, nous pouvons affiner les caractéristiques du convertisseur
d’énergie afin de l’adapter à l’application concernée», ajoute le chercheur.
La logistique
n’est pas le seul secteur qui peut tirer bénéfice de cette technologie. La
récupération d’énergie peut ainsi aussi être utiliée pour charger des moniteurs
de fréquence cardiaque, des capteurs de machines à laver et des équipements difficilement
accessibles ou dénués d’alimentation électrique dans des usines de production,
ou encore des systèmes de mesure dans les voitures, pour mesurer la pression des
pneus par exemple.
