Projet ANR-15-CE22-0015 – BESTMEMS : TECHNOLOGIES DE RECUPERATION D’ENERGIE LARGE BANDE POUR LES MICRO SYSTEMES ELECTRO-MECANIQUES
Programme : Véhicules propres et sûrs (DS0603) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Mickaël LALLART (Laboratoire de Génie Electrique et Ferroélectricité)
Montant : 313001.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 36 mois
Résumé : Assurer la sécurité des biens et des personnes dans les transports est un enjeu primordial. Afin d’assurer une telle fonction, l’implémentation de capteurs embarqués a connu ces dernières années une formidable explosion. Néanmoins, l’alimentation d’une grande partie de ces capteurs est une problématique sérieuse, du fait de l’impossibilité d’amener l’alimentation, à cause de pièces tournantes par exemple. La solution typique repose alors sur l’utilisation de piles, mais ces dernières présentent des contraintes de maintenance coûteuse, notamment du fait de leur auto-décharge, qui présente également un risque de sécurité ; l’appareil sans alimentation ne pouvant alors plus remplir sa fonction.
Récemment, le concept de « récupération d’énergie », consistant en la conversion d’une énergie directement disponible sous forme électrique, est devenu une alternative viable. En particulier, de nombreuses études se sont penchées sur la récupération d’énergie à partir de vibrations, disponibles dans de nombreux environnements (trafic routier, machines…). Cependant, les enjeux en termes d’intégration à des dimensions comparables au système à alimenter ainsi que l’assurance d’une récupération d’énergie efficace sous des conditions réelles restent des questions ouvertes. En plus du développement de technologies de pointe, répondre à cette problématique nécessite une réelle expertise dans les domaines multidisciplinaires mis en jeu dans le développement de tels récupérateurs, allant de l’aspect matériau au génie électrique en passant par la mécanique. De plus, une connaissance approfondie des interfaces entre chacun de ces domaines et des couplages multiphysiques associés est tout aussi essentielle.
BESTMEMS se propose ainsi d’adopter une telle approche consistant à concevoir le système comme un tout plutôt que comme une association de blocs à optimiser de manière indépendante, ce qui conduirait à un système global sub-optimal. La démonstration de cette possibilité se fera dans le cadre applicatif des transports, avec la conception d’un capteur de pression auto-alimenté et de roulements intelligents. Le projet englobe des partenaires avec une expertise internationalement reconnue en matériaux, mécanique, couplages électromécaniques et électronique, ainsi que deux partenaires industriels (un pour chaque pays) qui aidera au développement d’un système réaliste. Ceci permettra donc le développement de générateurs et systèmes auto-alimentés optimisés et efficaces, avec un focus particulier sur les points suivants :
1.	Développement d’un transducteur MEMS (Micro-ElectroMechanical System) pour la conversion mécanoélectrique
2.	Optimisation globale du couplage électromécanique entre le transducteur, le substrat et l’interface électronique
3.	Optimisation globale de l’interface électrique pour l’extraction d’énergie ; en particulier, un étage de traitement non-linéaire dédié pour l’augmentation des capacités de récupération sera développé dans le cas de structures MEMS
4.	Optimisation du dispositif en accord avec les applications ciblées. ; dans ce cas, l’exploitation de non-linéarités mécaniques et électriques (ainsi que le couplage entre elles) pour une récupération large bande est un point-clé
5.	Optimisation de la stratégie de gestion d’énergie et intégration d’un module de gestion
6.	Développement de capteurs auto-alimentés pour les transports (capteur de pression et roulement intelligent)
Nom du projet : BESTMEMS (Broadband Energy Scavenging Technologies for Micro Electro-Mechanical Systems / Technologies de Récupération d’Energie Large Bande pour les Micro Systèmes Electro-Mécaniques) 
Partenaires : LGEF INSA (France), NTU (Taïwan), LTDS ECL (France), NTHU (Taïwan), SIMTRANS (Taïwan), SKF (France)
Budget (ANR) : 313 000 € (533 180 € total)
Mot-clés : récupération d’énergie, systèmes auto-alimentés, couplages multiphysiques, MEMS, gestion d’énergie et capteurs, non-linéarités, mécanique non-linéaire
Début: Novembre 2015
Fin : Novembre 2018