Conception et réalisation de systèmes de récupération et de transfert d’énergie électromagnétique pour l’autonomie des nœuds communicants de réseaux de capteurs sans fil

Discipline

Electronique des Hautes Fréquences, Photonique et Systèmes

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Transmission d’Énergie Sans Fil (TESF), Récupération d’énergie, Rectennas, Antennes à lentille diélectrique, Antennes boucles, Structures fractales, Conversion RF-DC, DC-DC boost

Mots-clés

Convertisseurs électriques,

Antennes hyperfréquences,

Ondes électromagnétiques,

Réseaux de capteurs (technologie),

Transfert d'énergie sans fil

Les travaux exposés dans ce manuscrit s’inscrivent dans la conception électromagnétique et la réalisation de rectennas pour rendre un nœud de capteurs autonome en énergie : l’utilisation d’une source microonde dont on maîtrise la fréquence et le niveau généré et le moissonnage d’énergie ambiante en particulier aux fréquences GSM. Une première rectenna fonctionnant à 5 GHz a été développée, elle est constituée d’une antenne à lentille diélectrique et d’un circuit de conversion RF-DC. Le système global constitué de l’antenne, du circuit de redressement et d’un convertisseur DC-DC de type boost a été utilisé pour recharger la batterie d’un nœud de capteur. Cette expérience a permis de recharger une batterie de 6 mV/hr. Une deuxième rectenna permettant le moissonnage d’énergie à la fréquence GSM 900 MHz a été développée. Elle est constituée d’une antenne boucle fractale de type Minkowski et d’un circuit de conversion RF-DC. Après sa réalisation et sa mesure, elle a été combinée au dispositif DC-DC pour recharger la batterie du nœud de capteur. Cette deuxième expérience a permis de recharger la batterie de 1,4 mV/hr.