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MODULO : une nouvelle technologie de récupération de l’énergie pour l’autonomie des objets connectés.

MODULO : une nouvelle technologie de récupération de l’énergie pour l’autonomie des objets connectés. Utiliser l’énergie thermique pour rendre les objets connectés autonomes…

…telle est la capacité du module thermoélectrique innovant mis au point par l’Institut Néel1. Capable de récupérer l’énergie thermique présente à petite échelle dans l’environnement pour la convertir en tension électrique(1), cette innovation promet une solution durable au problème d’autonomie des objets connectés. Ce projet a bénéficié d’un accompagnement par le programme de prématuration du CNRS en 2016.

Montres, casques, bracelets connectés, maisons intelligentes, usine 4.0 …, l’Internet des objets (IoT) a aujourd’hui envahi le quotidien de chacun. Ce concept en plein essor recoupe aussi bien les objets physiques disposant de leur propre identité numérique et communiquant les uns avec les autres que leur identification par le biais d’un système de communication sans fil (puce RFID, Bluetooth ou Wi-Fi). Il couvre un large spectre d’applications (suivi d’activité, données de santé, localisation, domotique…). Promis à un avenir radieux, l’IoT se heurte pourtant à un obstacle de poids : l’autonomie énergétique limitée des objets connectés, équipés de capteurs communicants sans fil.

Porté par l’Institut Néel (CNRS), le projet MODULO propose d’apporter une solution grâce à des micro-générateurs autonomes, capables de convertir, par effet thermoélectrique, l’énergie thermique omniprésente en petite quantité dans l’environnement, en tension électrique. Le module de récupération d’énergie thermique mis au point(2) bouleverse les limites de forme et de taille habituellement rencontrées pour ce type de dispositifs, habituellement massifs et encombrants. Ainsi ces modules thermoélectriques standards, conçus pour travailler avec de forts gradients thermiques (plusieurs dizaines de degrés) dans des conditions stationnaires, sont inadaptés aux petits gradients de température, souvent fluctuants, présents dans l’environnement.

Après en avoir entièrement repensé la géométrie, les chercheurs ont abouti à un module planaire, compact et robuste, constitué de centaines de membranes nanométriques intégrées par des techniques standards de microélectronique sur une tranche de silicium. Ces membranes absorbent, par conduction, rayonnement et convection, les faibles quantités d’énergie thermique environnantes, et varient rapidement en température. Un système thermoélectrique en couche mince convertit alors ce petit gradient de température en tension électrique, afin d’alimenter un objet connecté. Contrairement aux piles et aux batteries, ces micro-sources d’énergie ne nécessitent aucune maintenance et sont durables.

Le projet MODULO a été accompagné par le programme de prématuration du CNRS. Les premières étapes de son développement ont été soutenues financièrement à hauteur de 95 000 euros (fonctionnement, équipement et recrutement), et stratégiquement, via un comité d’accompagnement qui a favorisé la naissance des premiers démonstrateurs. La SATT Linksium, déjà impliquée dans l’étude de marché et la propriété intellectuelle, a pris le relai en octobre 2016 à travers un programme de maturation.

La création d’une start-up est prévue pour début 2018. Son ambition sera d’apporter sur le marché une solution durable de récupération d’énergie à petite échelle pour l’alimentation des objets connectés.

(1) CNRS
(2) DI 08358-01 « Module thermoélectrique innovant fonctionnant comme une thermopile ».

Contacts :
Olivier Bourgeois / Institut Néel / olivier.bourgeois@neel.cnrs.fr
Saïd Essabaa / Direction de l’innovation et des relations avec les entreprises CNRS / said.essabaa@cnrs-dir.fr

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