Alimentation sans fil : de Tesla à la technologie d’aujourd’hui

Guide détaillé sur la technologie de l’alimentation sans fil, Wireless Power Design – From Theory to Practical Applications in Wireless Energy Transfer and Harvesting du Dr Mohamed Zied Chaari allie théorie et applications concrètes pour aider les lecteurs à comprendre le potentiel des technologies de transfert et de récupération d’énergie.

À la trace de l’évolution de la technologie de l’alimentation sans fil

Le livre commence par explorer les racines historiques de l’alimentation sans fil à travers les travaux de pionniers tels que Heinrich Hertz, Nikola Tesla et William Brown. Leurs recherches novatrices ont jeté les bases des technologies actuelles de transfert d’énergie sans fil (WPT). Le Dr Chaari nous guide à travers l’évolution du WPT, en se concentrant particulièrement sur des technologies clés telles que la transmission par micro-ondes et l’induction électromagnétique, qui constituent le socle de nombreuses solutions d’alimentation sans fil actuelles.
 

Applications pratiques du transfert d’énergie sans fil

Bien que le livre couvre en détail la théorie du transfert d’énergie sans fil (WPT), il se distingue surtout par son accent sur les applications concrètes de ces concepts. Prenons l’exemple d’EMROD, une entreprise néo-zélandaise qui a développé un système de transmission sans fil à longue portée basé sur les micro-ondes, conçu pour remplacer les lignes électriques en cuivre traditionnelles. Son prototype, mis au point en collaboration avec Callaghan Innovation, a déjà été testé par Powerco, le deuxième plus grand distributeur d’électricité de Nouvelle-Zélande.

Mais le WPT ne révolutionne pas seulement la transmission à l’échelle des réseaux électriques, il transforme également le secteur des transports, en particulier la recharge des véhicules électriques (VE). Avec l’adoption croissante des VE, la recharge par induction devient une alternative plus simple et plus efficace que les modèles classiques à branchement. En intégrant des bobines émettrices dans les revêtements routiers ou les zones de stationnement, les véhicules peuvent être rechargés sans fil avec une intervention minimale de l’utilisateur. Cela réduit l’encombrement des câbles, améliore la sécurité et nous rapproche de solutions énergétiques plus durables. Comme le souligne le livre, ce domaine connaîtra une forte croissance au cours de la prochaine décennie.

Le livre explore également des perspectives prometteuses pour la recharge des drones. À mesure que ces derniers deviennent indispensables dans des domaines comme l’inspection, la logistique ou les interventions d’urgence, il devient crucial de trouver des moyens simples et efficaces de les maintenir chargés. L’ouvrage examine le système sans contact de Powermat, qui offre une puissance allant jusqu’à 300 W sans nécessiter un alignement précis, ainsi que la solution aéroportée de GET, permettant aux drones de se recharger en plein vol et de rester opérationnels plus longtemps.

Technologies mises en avant dans le livre

En plus de sa base théorique solide, le livre offre une vue d’ensemble claire de plusieurs technologies de transfert d’énergie sans fil qui façonnent aujourd’hui l’innovation dans de nombreux secteurs. Parmi celles-ci:

Transfert d’énergie sans fil par micro-ondes : Le livre explique comment l’énergie peut être transmise sur de longues distances à l’aide de faisceaux micro-ondes focalisés. Un exemple notable est EMROD, une entreprise néo-zélandaise développant un système de transmission d’énergie de point à point au sol, susceptible de remplacer les lignes électriques physiques.

Transfert d’énergie inductif (IPT) : Utilisé dans la recharge sans fil des véhicules électriques, des drones et des téléphones portables, l’IPT repose sur des champs magnétiques pour transférer l’énergie à courte distance. Le livre souligne les avantages de l’IPT, notamment son rendement élevé et sa sécurité, tout en évoquant ses limites, telles que sa portée réduite et la nécessité d’un alignement précis des bobines.

Transfert d’énergie par laser : Le livre explore l’utilisation de faisceaux laser pour transmettre l’énergie dans l’air vers un dispositif récepteur, en convertissant la lumière en électricité. Il cite des exemples issus du Dryden Flight Research Center de la NASA et du centre spatial JAXA Kakuda au Japon, en abordant les défis liés aux conditions atmosphériques, au rendement et à la sécurité.

Énergie sans fil par ultrasons : Le livre décrit comment le transfert d’énergie par ultrasons utilise des ondes acoustiques pour fournir de l’énergie, notamment pour alimenter des dispositifs médicaux implantables et des capteurs. Il met en avant le potentiel de cette technique pour le transfert d’énergie à travers des matériaux comme le métal, l’eau ou les tissus, et ses avantages par rapport aux méthodes sans fil classiques.

Rectennas (antennes redresseuses) : Présentées dès les premières pages puis développées plus en détail, les rectennas sont des dispositifs qui convertissent les signaux micro-ondes ou radiofréquences en courant continu exploitable. Elles jouent un rôle essentiel dans de nombreux systèmes WPT, notamment pour la récupération d’énergie.

 

Projets pratiques de transfert d’énergie sans fil

Le livre propose une série de projets pratiques couvrant différents aspects des systèmes d’alimentation sans fil, chacun accompagné d’explications claires et de paramètres détaillés. Les cinq projets suivants offrent l’occasion d’explorer les domaines clés de l’alimentation sans fil :

• Projet 1 : Alimentation sans fil de dispositifs IoT avancés
• Projet 2 : Dispositifs alimentés sans fil en première ligne – Perspectives et défis
• Projet 3 : Alimentation sans fil de dispositifs utilisant la technologie inductive
• Projet 4 : Transmission d’énergie sans fil pour dispositifs IoT
• Projet 5 : Recharge d’un robot rampant à l’intérieur d’un pipeline

Wireless Power Design allie théorie et innovations concrètes, offrant des perspectives précieuses à toute personne intéressée par l’avenir du transfert d’énergie.

 

Ressources complémentaires

Elektor a lancé Elektor Academy Pro, une nouvelle offre de formation pratique destinée aux ingénieurs et aux entreprises à la recherche de compétences immédiatement applicables. Dans un paysage technologique en constante évolution, la théorie traditionnelle ne suffit plus — les professionnels ont besoin de savoir-faire opérationnel. S’appuyant sur l’héritage d’apprentissage par l’expérience d’Elektor depuis 1961, Academy Pro propose des cours concrets, des formats d’événements animés par des experts et des méthodologies pratiques qui transforment les connaissances en innovation. Fort de plus de 60 ans d’enseignement appliqué et d’un engagement affirmé pour les usages réels en ingénierie, cette initiative permet aux équipes de se requalifier, d’innover et de garder une longueur d’avance dans un monde en rapide mutation.