Récupération de l'énergie des vibrations mécaniques pour générer de l'électricité

La récupération d'énergie dans l'environnement et sa conversion en électricité ont pour objectif d'augmenter l'autonomie de systèmes portables ou abandonnés, en remplaçant ou en complétant leur source primaire d'alimentation. Cette approche permet ainsi de réduire le nombre des piles ou batteries, communément utilisées pour alimenter ces systèmes, mais également éléments très polluants pour l'environnement. La récupération d'énergie peut utiliser différentes sources telles que le rayonnement solaire, les flux thermiques ou les vibrations mécaniques. L'énergie mécanique disponible dans notre environnement est une source d'énergie de densité importante, présente dans tous les milieux même hostiles. Il s'avère donc intéressant de convertir cette énergie en électricité pour alimenter des capteurs ou des actionneurs. Dans cet article est présenté le principe de fonctionnement de la récupération des vibrations mécaniques. Sont aussi déclinés les trois principaux modes de transduction, par effet piézoélectrique, électrostatique et électromagnétique, comparés ensuite du point de vue de l'efficacité, du rendement, ainsi que de leur intégration et leur miniaturisation.

The aim of the recovery of energy in the environment and its conversion into electricity is to increase the autonomy of portable or abandoned systems by replacing or complementing their primary power source. This approach thus reduces the number of cells or batteries which are commonly used to power these systems, but are highly polluting to the environment. The recovery of energy can use different sources such as solar radiation, thermal flows or mechanical vibrations. The mechanical energy available in our environment is a source of energy of significant density, present in all environments and even hostile ones. It is therefore interesting to convert this energy into electricity in order to power sensors or actuators. In this article, the operational principle of the recovery of mechanical vibrations is presented. The three principal modes of transduction by piezoelectric, electrostatic and electromagnetic effect are also dealt with and compared from the point of view of efficiency, yield, integration and miniaturization.