Contexte
Transfert d’énergie sans contact par induction en moyenne puissance

1.1 Techniques de transmission d’énergie à distance

Les techniques de transfert d’énergie à distance peuvent être classées en différentes catégories, selon la distance à laquelle on se place de la source, relativement à la longueur d’onde λ. On distingue d’une part les techniques dites de champ proche et d’autre part celles dites de champ lointain. Lorsque les distances à parcourir sont faibles devant λ, le transfert d’énergie se déroule dans des conditions de champ proche. À l’inverse, lorsque les distances à parcourir sont très grandes devant λ, le transfert d’énergie a lieu dans des conditions de champ éloigné. Il existe également une zone intermédiaire, appelée zone de transition, dans laquelle le champ électromagnétique (EM) présente à la fois des caractéristiques de champ proche et de champ lointain.

On distingue trois techniques de transfert d’énergie sans contact, au sein desquels il peut exister une ou plusieurs technologies :

• la transmission d’énergie par champ magnétique ou couplage inductif ;

• la transmission d’énergie par champ électrique ou couplage capacitif ;

• la transmission d’énergie par ondes électromagnétiques.

Les techniques de transfert d’énergie par couplage magnétique ou capacitif sont des techniques en champ proche, tandis que celles par propagation d’ondes électromagnétiques relève essentiellement de la zone de champ lointain. Les techniques en champ proche permettent de réaliser des transferts d’énergie avec des rendements élevés, mais uniquement sur de faibles distances (jusqu’à plusieurs centimètres). Au-delà, le rendement décroît de manière exponentielle avec la distance. Les fréquences mises en jeu varient généralement de plusieurs dizaines de kilohertz à quelques mégahertz, suivant la technologie considérée. De leur côté, les techniques en champ éloigné permettent de réaliser des transferts d’énergie sur des distances aussi bien courtes que longues, allant de quelques millimètres à plusieurs kilomètres. La divergence naturelle de l’onde électromagnétique au cours de sa propagation affecte cependant l’efficacité de la transmission sur les longues distances. Il est néanmoins possible de limiter cette...