L’énergie se trouve un peu partout dans l’environnement et il est possible de l’utiliser pour remplacer les batteries classiques des appareils électriques. C’est l’idée qui sous-tend le concept d’energy harvesting. Ce processus est un véritable vecteur de développement de l’IoT (Internet of Thing) ou internet des objets. Plusieurs sociétés conçoivent déjà des dispositifs pour récupérer l’énergie ambiante afin de faire fonctionner les appareils sans utiliser des piles traditionnelles. Innovel, votre bureau d’études de cartes électroniques, vous accompagne pour la mise en place de solutions personnalisées. Vous souhaitez savoir ce qu’est l’Energy harvesting et mieux comprendre son fonctionnement ? Appréhendez ce concept en lisant cet article.
Ce qu’est l’Energy Harvesting
L’energy harvesting (récolte d’énergie ou récupération d’énergie en français) consiste à capter l’énergie provenant de l’environnement. Cela peut servir également à récupérer l’énergie que produit l’être humain à travers ses mouvements. Le soleil, le vent, la chaleur, les vibrations et les mouvements, entre autres, constituent des sources d’énergie qui sont mises à profit par l’energy harvesting.
L’énergie est ainsi générée par ces sources en très faibles quantités. Accumulées sur un système récupérateur d’énergie, ces petites quantités d’énergie permettent d’alimenter ,un appareil électronique de toute petite taille ou un réseau de capteurs sans fil.
Les dispositifs récupérateurs d’énergie sont conçus pour délivrer du courant électrique en très petites quantités à des circuits électroniques à basse consommation. L’energy harvesting en est encore à ses débuts. Mais elle permet déjà d’alimenter des appareils sans batteries tout en leur assurant une durée de vie importante pouvant aller jusqu’à 20 ans.
La place de l’energy harvesting dans l’IoT
L’energy harvesting décuple les possibilités de mise en place de l’internet des objets. Le processus offre aux entreprises, aux collectivités territoriales et aux États les moyens pour exploiter toutes les énergies qui se perdent dans la nature. Puisque l’IoT nécessite la consommation de très grandes quantités d’énergie dans son ensemble, mais de faibles quantités individuellement, cette solution a été très vite adoptée par les concepteurs d’objets connectés.
Cette collecte d’énergie apporte des réponses aux préoccupations d’ordre environnemental que pose l’internet des objets. Avec cette solution, les piles traditionnelles (qui sont jetables) seront remplacées par des piles rechargeables et utilisables sur une très longue durée. Moins les batteries seront jetées dans la nature, moins l’IoT polluera la nature. Les composants permettant la récupération d’énergie sont de plus en plus intégrés à des modules spécifiques ainsi qu’à des circuits de gestion de l’alimentation électrique.
La technologie de l’energy harvesting ne cesse d’être améliorée pour la création de bâtiments intelligents. Cela permettra surtout aux entreprises publiques et privées de :
- réaliser des économies
- diminuer leur empreinte carbone
- renforcer la sécurité des locaux et équipements
- améliorer les conditions de travail des salariés, etc.
La récolte d’énergie s’annonce comme la solution pour la maintenance d’appareils. Cela permettra d’anticiper les dysfonctionnements des équipements d’un bâtiment connecté. En fait, les capteurs installés à divers endroits dans le bâtiment permettront de recueillir des informations pertinentes qu’il n’était pas possible d’avoir. Le bureau d’études de cartes électroniques Innovel se met à votre service pour mettre à profit son expérience.
L’energy harvesting pour créer des biopiles
Face à la pollution environnementale, des solutions sont de plus en plus recherchées pour changer nos modes de production et de consommation d’énergie. Des scientifiques ont trouvé en l’energy harvesting un moyen de produire des batteries qui ne représentent aucun danger pour l’environnement : les biopiles. Ces dernières se distinguent des piles classiques par leur composition.
Constituée de composants naturels, la biopile tire son énergie de l’environnement sans le polluer en retour. Les plantes, le glucose et même les bactéries sont utilisables pour créer une batterie 100 % biodégradable. Cette dernière se sert de l’énergie chimique pour générer de l’énergie électrique. Des piles alimentées par du papier ou des algues ont déjà été fabriquées en France et aux États-Unis. La création de biopiles connaîtra sans doute des avancées au fur et à mesure que les techniques d’energy harvesting se développeront.
Les dispositifs permettant de récupérer de l’énergie environnementale
Pour récolter de l’énergie ambiante, il vous faut utiliser un dispositif spécifique ou actionneur. Selon l’objectif et le budget, le choix peut être fait parmi des actionneurs :
- mécaniques
- solaires
- piézoélectriques
- à effet Peltier
Un actionneur mécanique d’energy harvesting est un système mécanique qui produit de l’énergie électrique grâce au mouvement d’une pièce dans une bobine électrique. Le mouvement est déclenché par la pression sur un bouton. L’induction qui a lieu au sein de la bobine produit de la tension qui est convertie en courant électrique. Avec des cartes électroniques intégrant cette technologie, vous pouvez programmer les éclairages, automatiser les volets, portails, portes de garage, etc. Innovel, votre bureau d’études de cartes électroniques, vous propose la conception de cartes électronique sur mesure. Élaborez avec nous votre projet d’energy harvesting et bénéficiez de solutions personnalisées et économiques adaptées à la taille de votre entreprise.
Quant aux actionneurs solaires, ce sont de toutes petites cellules solaires qui captent des lux, même dans des endroits peu éclairés. Ces minuscules cellules sont intégrées à des capteurs de température, des capteurs de présence, des capteurs d’hygrométrie, etc. Pour ce qui est des actionneurs piézoélectriques, ils sont disponibles sous forme de générateurs ou de capteurs. Ils utilisent l’effet piézoélectrique à travers la déformation d’un piézo-cristal. Pour information, l’effet piézoélectrique signifie la propriété de certains corps solides à produire une charge électrique lorsqu’ils sont soumis à une contrainte mécanique. Les piézo-cristaux permettant la récupération d’énergie sont très utilisés dans l’industrie aéronautique.
Pour leur part, les actionneurs à effet Peltier se retrouvent dans les radiateurs thermostatiques. Divers dispositifs utilisant l’effet Peltier sont déjà disponibles sur le marché. L’effet Peltier ou effet thermoélectrique est un phénomène physique produit par le déplacement de chaleur créé par un courant électrique entre deux matériaux de différentes natures.
