Systèmes de récupération d'énergie vibratoires large bande en environnement industriel

par David Gibus

Projet de thèse en Sciences Pour l'Ingénieur

Sous la direction de Adrien Badel.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de SISEO - Sciences et Ingénierie des Systèmes de l'Environnement et des Organisations , en partenariat avec Systèmes et Matériaux pour la Mécatronique (laboratoire) depuis le 02-10-2017 .


  • Résumé

    La récupération d'énergie permet l'alimentation, ou l'augmentation de l'autonomie énergétique, de capteurs sans fil communicants. Les systèmes autonomes sont particulièrement pertinents en environnement industriel, car ils permettent d'anticiper les défauts ou le vieillissement de structures à des emplacements où des piles électrochimiques ne peuvent être utilisées ou changées (environnements sévères, zones difficilement accessibles). Dans ce contexte, la thèse portera sur l'exploitation de l'énergie mécanique vibratoire par principe piézoélectrique. La thèse consistera à étudier, modéliser, simuler et mettre en œuvre des solutions levant les principaux freins à l'adoption de tels systèmes en environnement industriel: la sélectivité en fréquence, le poids, les dimensions et la fiabilité, particulièrement en environnement sévère. Un profil pluridisciplinaire plutôt orienté physique et mécanique est recherché pour cette thèse. En plus de solides bases théoriques, le doctorant devra posséder des capacités à travailler en équipe et une aptitude à l'expérimentation. Le doctorant sera intégré au Département Systèmes du CEA-Leti, au sein d'une équipe de chercheurs possédant de fortes compétences en électronique de gestion d'énergie, en mécatronique et en conception de récupérateurs d'énergie.

  • Titre traduit

    Wideband Vibration Energy Harvesting Systems For Industrial Applications


  • Résumé

    “Energy Harvesting” enables to power Wireless Sensor Nodes thanks to ambient energy sources (light, thermal, mechanical energy) in order to get rid of batteries or cables. Autonomous systems are relevant for industrial applications where they allow to prevent structures' defects or aging where batteries cannot be replaced or cannot operate (harsh environments or areas which are difficult to access). In this context, the thesis concerns mechanical energy harvesting thanks to piezoelectric materials. The thesis will include the investigation, modeling, simulation, implementation and test of various solutions which can tackle three major challenges: the selectivity in terms of frequency, the weight, the volume and the reliability, especially in harsh environment. We are looking for a multidisciplinary student, with skills in physics and mechanics as well as solid theoretical bases and an aptitude for experimentation. The phd student will be integrated in the “System Department” of CEA-Leti in Grenoble, within a research team, working in power management electronics, energy harvesting and mechatronics.