Recharge sans fil: un avenir complètement sans fil s'annonce

Bien que l’époque des téléphones muraux câblés s’achève et que les connexions Internet sans fil soient courantes à la maison et en déplacement, les utilisateurs dépendent toujours de câbles pour recharger leurs appareils mobiles. Mes recherches, ainsi que celles d’autres spécialistes sur le terrain, ont pour objectif de retirer les cordons d’alimentation en rechargeant les piles sans fil.

Nikola Tesla, ingénieur électricien pionnier, a imaginé pour la première fois dans les années 1890 transmettre de l’électricité par voie aérienne, sans fil. Le principe est similaire à la façon dont un signal radio passe de la station radio à votre récepteur: l’électricité est convertie en ondes électromagnétiques qui, une fois arrivées à destination, sont reconverties en signaux électriques. Cependant, un système de charge sans fil devrait émettre et recevoir beaucoup plus d’énergie qu’un signal radio.

Jusqu'à présent, un problème majeur réside dans le fait que peu de puissance est capable de traverser même de courtes distances de quelques centimètres entre émetteur et récepteur. Les chargeurs sans fil disponibles dans le commerce obligent les utilisateurs à placer leur téléphone directement sur un pavé de chargement; comme si vous répondiez à un appel téléphonique, le chargement s'arrête. Bien que chercheurs et ingénieurs du secteur élaborent des plans de transfert d’énergie sur de longues distances, il n’est pas encore possible de recharger une voiture électrique en la garant simplement au-dessus d’un emplacement de charge situé sur le trottoir d’une aire de repos ou d’un garage.

Des progrès supplémentaires pourraient être significatifs: pensez à un patient qui n’a jamais eu besoin de changer la pile de son stimulateur cardiaque ou à un système routier capable de recharger les véhicules électriques en conduisant. Les détecteurs de fumée pourraient ne plus jamais avoir besoin de remplacer leurs piles; installer une nouvelle lampe dans une maison peut être aussi simple que de suspendre une image - et trouver la prise électrique la plus proche ne serait plus un souci.

Obtenir l'alignement juste

La connexion entre un émetteur de puissance et un récepteur est cruciale pour la quantité d'électricité pouvant être transférée de l'un à l'autre. Idéalement - et le plus efficacement possible - la fréquence à laquelle l'énergie est transmise correspond à une fréquence de résonance naturelle du récepteur. C’est un peu comme si des camions passaient chez vous: certains vibraient à la bonne fréquence pour faire trembler vos fenêtres, mais d’autres camions glissaient avec à peine un bruit.

Pour la charge sans fil, un défi clé consiste à s'assurer que l'émetteur et le récepteur sont correctement alignés. Sinon, leurs fréquences pourraient ne pas correspondre exactement, ce qui réduirait considérablement la quantité d'énergie transférée, voire la mettrait à zéro.

Notre groupe de recherche travaille au développement de composants électroniques de chargeurs qui peuvent être ajustés - comme l’ajustement d’une radio - jusqu’à ce que les fréquences de résonance correspondent. Les systèmes qui peuvent être réglés - ou, mieux, qui peuvent remarquer eux-mêmes lorsque les émetteurs et les récepteurs ne sont pas parfaitement alignés et s’accorder automatiquement - seront beaucoup plus efficaces.

Par exemple, si un véhicule électrique stationne au-dessus d'un chargeur de batterie, idéalement, le récepteur de puissance et l'émetteur s'aligneront parfaitement, en position de résonner à la même fréquence. Si le conducteur est garé en biais ou trop en avant ou en arrière, la transmission ne sera pas aussi efficace. Dans ce cas, l’appareil détecte que la puissance ne transfère pas aussi bien que prévu et peut ajuster les composants pour faire varier la fréquence de la transmission afin de mieux fonctionner.

Notre travail s'alignera sur d'autres recherches menées dans d'autres universités, développant des batteries à charge rapide et des composants électroniques de contrôle haute puissance afin d'améliorer l'efficacité et la densité de puissance pour une charge rapide. Il faudra du temps pour que tout ce travail porte ses fruits, ce qui le rendra sur les marchés commerciaux, mais un avenir véritablement sans fil s'annonce.

Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation de Shashank Priya. Lisez l'article original ici.