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« Récupération d'énergie mécanique par polymères électroactifs pour microsystèmes autonomes communicants ».

Auteur : C. Jean-Mistral
Directeur de thèse : S. Basrour
Co-directeur de thèse : J-J. Chaillout
Rapporteur(s) de thèse : F. Costa, B. Nogarède ,
These de Doctorat Université Joseph-Fourier - Grenoble I
Spécialité : Electronique, électrotechnique, automatique
Soutenance : 08/10/2008
ISBN : 978-2-84813-123-8

Résumé

Le but de ce travail de thèse est d’explorer la potentialité des polymères électroactifs pour une application de récupération d’énergie mécanique ambiante. Les polymères électroactifs incluent la famille électronique (piézoélectrique, diélectrique…) et la famille ionique (IPMC, ionic gels…). Grâce à un état de l’art complet, six types de polymères ont été sélectionnés, modélisés analytiquement (couplage électromécanique) et caractérisés. De cette première partie comparative ressortent les polymères diélectriques à la forte densité d’énergie récupérable (1.5J.g-1). La seconde partie de ce travail de thèse concerne la mise en place d’un modèle analytique électro-mécano-thermique le plus fiable possible et adaptable à tous types de structures et de sollicitations. Pour ce faire, une large campagne de mesures électriques et mécaniques a été opérée afin de déterminer finement le comportement physique du matériau, les variations des paramètres intrinsèques et les pertes associées. Ce modèle analytique est validé par une série de tests sur des cas simples de structures. La dernière partie de ce travail de thèse concerne le développement d’une application novatrice : la récupération d’énergie mécanique au niveau du genou lors de la marche humaine. Le convertisseur a été dimensionné grâce au modèle développé, puis testé in situ. Finalement, des pistes pour la gestion électrique autonome de l’application sont proposées.

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