Comparison of miniaturized mechanical and osmotic energy harvesting systems

IoT signifie Internet des objets. Il fait référence au réseau d’objets physiques ou de « choses » intégrés à des capteurs, des logiciels et d’autres technologies qui leur permettent de se connecter et d’échanger des données avec d’autres appareils et systèmes sur Internet. L’IoT a le potentiel de transformer de nombreux domaines de nos vies, notamment la domotique, les soins de santé, les transports, la fabrication, etc. En collectant et en analysant les données des appareils connectés, les entreprises et les organisations peuvent obtenir des informations qui peuvent les aider à prendre de meilleures décisions, à améliorer leur efficacité et à réduire leurs coûts. Bien entendu, l’IoT nécessite de l’énergie pour fonctionner et de nombreuses techniques ont été développées pour limiter la consommation électrique des appareils. Ces objets n’ont désormais besoin que de très peu de puissance pour fonctionner, de l’ordre du mW ou du µW. Cependant, les appareils IoT doivent fonctionner pendant de longues périodes sans être remplacés ou rechargés. Ceci est particulièrement important pour les appareils déployés dans des endroits éloignés ou difficiles d’accès. Dans ce cadre, il est d’une grande importance de développer des systèmes de récupération d’énergie pour l’IoT. Il est primordial d’utiliser l’énergie de leur environnement plutôt que de compter sur des sources d’énergie conventionnelles comme les batteries ou l’électricité secteur. En réduisant le besoin de piles jetables, la récupération d’énergie peut contribuer à réduire les déchets et à minimiser l’impact environnemental des appareils IoT. L’énergie peut être trouvée dans la lumière ambiante, les différences de température, les vibrations ou le rayonnement électromagnétique. Dans cet article de synthèse, nous nous concentrerons sur la récupération de l’énergie des vibrations mécaniques et sur la récupération de l’énergie du mélange : ces méthodes ont en commun d’être basées sur les charges superficielles des matériaux. Nous détaillerons différents modes de fonctionnement : la réalisation de capteurs n’ayant pas besoin d’énergie, la réalisation de générateurs de récupération d’énergie qui stockent l’énergie pour la consommation des capteurs, et enfin la réalisation de générateurs de récupération d’énergie alimentant directement les capteurs. Nous décrirons les différents mécanismes physiques de ces processus. Nous les illustrerons ensuite par des exemples de réalisations marquantes.