WIREFREE, une avancée vers le transfert d’énergie sans fil à distance

Publié le 09/01/2020

Wirefree-principe

Dans un monde dominé par l’électronique nomade, c’est une technologie de rêve : le transfert d’énergie sans fil à distance est parmi les prochaines révolutions à venir. Le projet WIREFREE explorait une voie nouvelle, qui permet de concentrer l’énergie en direction de l’appareil à charger. Avec des résultats particulièrement prometteurs.

Disposer d’une prise de courant, trouver le chargeur, laisser branché pendant quelques heures… La recharge en énergie est le dernier fil à la patte qui bride l’utilisation des appareils alimentés par batterie. La recharge par induction est une alternative, mais elle impose de placer l’appareil sur une borne dédiée. Le projet de recherche WIREFREE ciblait une technologie libérant de toute contrainte : un système sans fil capable de transférer efficacement l’énergie à distance, tout comme la Wi-Fi transporte l’information.

Un faisceau contrôlé et confiné de transmission d’énergie

L’idée, explique Mauro Ettorre, chercheur à l’IETR, consiste à concentrer l’énergie en direction de l’appareil à charger : “Un champ électromagnétique est en forme de pomme : il rayonne dans toutes les directions. En plaçant des charges réactives, on parvient à façonner le rayonnement. Ce qui permet de focaliser le transfert d’énergie dans une direction.”

Ainsi façonné, le système de transfert d’énergie sans fil (Wireless Power Transfer ou WPT) est considérablement amélioré : l’efficacité en puissance augmente, de même que la portée de fonctionnement. Aussi, le transfert est confiné : on évite qu’il rayonne dans l’espace libre en guidant le flux magnétique vers le récepteur. WIREFREE a démontré qu’un tel système WPT est capable de transférer de l’énergie à plus de 1 mètre de distance avec une efficacité énergétique supérieure à 50%.

Restait une question de taille : les conséquences possibles des rayonnements générés sur l’utilisateur. Des expérimentations sur l’exposition électromagnétique du corps humain aux systèmes WPT basés sur le couplage inductif résonant ont été menées dans le cadre du projet. Elles montrent en particulier qu’une puissance élevée d’environ 12 à 14 kW est autorisée lorsque l’utilisateur est situé à 1 mètre du transmetteur d’énergie. “Dans les conditions de l’expérimentation” précise le chercheur.

Des résultats qui appellent des prolongements

Démarrés en janvier 2016, les travaux de recherche ont duré plus de trois ans. Ils ont confirmé le bien-fondé de l’hypothèse de départ. Mauro Ettorre espère que le projet trouvera des prolongements industriels : “Nous avons montré qu’il est possible de réduire significativement les pertes de transmission. Il reste beaucoup à faire, mais il existe de nombreux cas d’usage où le transfert d’énergie sans fil est pertinent.”

Par ailleurs, le savoir-faire développé dans le cadre de WIREFREE en matière de maîtrise de la propagation électromagnétique et de contrôle des champs proches pourrait déboucher sur d’autres applications. En particulier sur des technologies de transmission de données de rupture dont le chercheur anticipe qu’elles seront assurément “très performantes”.

 

WIREFREE en bref

Projet soutenu par l’ANR (Agence nationale de la recherche)

Partenaire unique : IETR (Institut d’électronique et de télécommunications de Rennes)