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Conception et optimisation d’un micro-générateur piézoélectrique à déclenchement thermomagnétique pour des capteurs autonomes

Auteur(s) : A. Rendon, S. Basrour

Doc. Source: 19èmes Journées Nationales du Réseau Doctoral en Micro-nanoélectronique (JNRDM'16)

Ce travail porte sur la thématique de la récupération de l’énergie par transduction piézoélectrique. L’objectif général est d’assurer l’autonomie, en alimentation électrique, des nœuds d’un réseau de capteurs sans fil. Dans cet article nous décrivons la conception d’un micro-générateur piézoélectrique optimisé à travers ses dimensions à l’aide d’un modèle en éléments finis. Ce modèle est validé expérimentalement. Le système étudié est une structure constituée d’une poutre encastrée-libre munie de deux patchs piézoélectriques collés sur ses deux faces longitudinales. Nous avons modélisé ce dispositif en 3D sur ANSYS®, afin de le caractériser en régime statique et dynamique. Cette étude a été validée par l’intermédiaire d’un modèle analytique, qui se base sur les hypothèses d’Euler-Bernoulli pour les poutres en flexion. Cette technique nous a permis de maximiser la réponse en énergie du dispositif via les dimensions des patchs piézoélectriques. Pour mettre en valeur l’effet de ce procédé, une comparaison des performances du micro-générateur, avant et après l’optimisation, est établie. L’apport de ce travail réside dans l’approche du fonctionnement du micro générateur, à déclenchement thermomagnétique grâce à l’hybridation piézo-magnétique et dans la méthodologie d’optimisation et de conception du générateur.