Brevet FR3107792A1 — publié le 20210903

SOURCE D'ALIMENTATION AUTONOME ET INTÉGRÉE Une source d'alimentation autonome et intégrée comprend une poutre de récupération de l'énergie piézoélectrique (PEH), un circuit d'unité de gestion de l'alimentation (PMU) situé sur la poutre PEH, une batterie rechargeable située sur la poutre PEH, ainsi qu'une sortie d'alimentation positive régulée et une sortie d'alimentation négative régulée. Le circuit PMU comprend des entrées/sorties électriques. La batterie rechargeable comprend un bloc d'accès négatif et un bloc d'accès positif en communication électrique avec les entrées/sorties électriques du circuit PMU. La sortie de l'alimentation positive régulée et la sortie de l'alimentation négative régulée sont également en communication électrique avec les entrées/sorties électriques du circuit PMU. Figure pour l'abrégé : Fig. 6 SOURCE D'ALIMENTATION AUTONOME ET INTÉGRÉE Domaine de l'invention Cette invention concerne un module de source d'alimentation autonome et intégrée pouvant être utilisé comme principal source d'alimentation pour les implants médicaux, les appareils électroniques, les systèmes de détection, les dispositifs d'Internet des objets (IdO/IoT), les appareils ou correctifs de surveillance, et tous les types d'appareil nécessitant une énergie autonome pour fonctionner. Plus précisément, cette invention concerne une poutre en porte-à-faux piézoélectrique servant de récupérateur d'énergie intégré avec une batterie rechargeable et un circuit de gestion de l'alimentation visant à alimenter un système électronique devant être alimenté sans fil. Contexte de l'invention La FIG. 1 et la FIG. 2 montrent deux principaux types de système d'alimentation avec récupération de l'énergie piézoélectrique (PEH) que l'on trouvait auparavant. La FIG. 1 est un diagramme schématique d'une poutre PEH 10 conventionnelle comprenant deux couches piézoélectriques 12, 14 (comme des céramiques PZT) d'épaisseur égale assemblées sur les surfaces principales et opposées d'une cale 16. La poutre PEH 10 est ensuite fixée à une première extrémité 18 (c-à-d., une première extrémité principale) dans la structure 20 (c-à-d., une structure dans laquelle la poutre PEH est montée), formant une poutre en porte-à-faux, et une deuxième extrémité 22 (c-à-d., une deuxième extrémité principale opposée) est montée avec une masse sismique 24 faisant vibrer le cantilever à une fréquence prédéterminée. Les directions X, Y et Z, correspondent respectivement aux références: le long de la longueur L de la poutre, le long de la largeur W de la poutre, et le long de l'épaisseur T de la poutre. Les couches piézoélectriques 12, 14 sont assemblées dans la même orientation de polarité, ou opposée, et sont plaquées d'électrodes 26, 28 sur leurs surfaces extérieures principales. Les électrodes 26, 28 sont reliées électriquement à une unité de gestion de l'alimentation (PMU) 30. Dans la FIG. 2, les directions X, Y et Z restent inchangées et la poutre PEH 10 est attachée à la première extrémité 18, et à la deuxième extrémité 22 (extrémités opposées). La masse sismique 24 est installée à égale distance des deux extrémités, 18 et 22. Les récupérateurs d'énergie piézoélectrique classiques, en version monomorphe ou multicouches flexibles opérant en modes 31 (FIG. 3) ou 33 (FIG. 4) sont de forme parallèle et de conception uniforme. Lorsqu'elle est sujette aux vibrations, la masse sismique 24 se déplace de haut en bas dans la direction de l'axe Z et fait se plier la poutre PEH (dévier) avec une amplitude dépendant des forces d'accélération appliquées. La déviation de la poutre PEH entraîne des tensions sur les couches piézoélectriques 12, 24 dans des directions opposées (traction/compression). Par conséquent, des charges électriques positives et négatives se produiront respectivement sur les électrodes 26, 28 lors des cycles de déviation et seront récupérées par la PMU 30 qui est connectée. Un correcteur 32 (FIG. 5) permettra à la PMU 30 de récupérer l'énergie électrique produite, quelle que soit la polarité, et d'emmagasiner l'énergie récupérée dans une unité de stockage 34 (condensateur ou batterie). Pour la plupart des applications, l'unité de stockage doit être une batterie rechargeable afin d'assurer la stabilité et la fiabilité du système d'alimentation. Jusqu'à présent, les systèmes conventionnels utilisent des batteries commerciales ou personnalisées qui sont conditionnées en usine puis assemblées dans des appareils et connectées à des composants de récupération ou d'autres composants électroniques. Cette méthode est plutôt limpide et simple dans sa conception, mais elle n'est pas optimisée en termes de densité de l'énergie pour la batterie et de miniaturisation pour le dispositif. Bref r ésumé de l'invention Dans cette invention, une batterie rechargeable et un circuit PMU sont conçus et fabriqués en tant que sous-composants intégrés à un dispositif PEH pour maximiser les performances intrinsèques, le degré de miniaturisation et la personnalisation afin de l'adapter aux applications individuelles et d'optimiser les coûts de fabrication. La présente invention concerne une construction mécanique vibrante monomorphe, bimorphe ou multicouches ayant un ou plusieurs matériaux de « cale » ou « poutre » à l'extérieur ou à l'intérieur pour servir de ressort mécanique de flexion. Cette structure comprend également des modules de batterie rechargeable solide pouvant être assemblés sur le dispositif PEH sous forme de sous-composants ajoutés ou fabriqués de manière monolithique sur la poutre en porte-à-faux afin d'obtenir un module d'alimentation autonome et intégré où aucun conditionnement individuel n'est requis, que ce soit pour la batterie rechargeable ou la poutre en porte-à-faux. Les modes de réalisation de cette invention sont généralement destinés à être hermétiquement intégrés dans les boîtiers d'appareil où le module d'alimentation est sécurisé et protégé contre l'environnement extérieur. De façon générale, selon cette invention, une source d'alimentation autonome et intégrée comprend : une poutre de récupération de l'énergie piézoélectrique (PEH); un circuit d'unité de gestion de l'alimentation (PMU) situé sur la poutre PEH et comprenant des entrées/sorties électriques; une batterie rechargeable située sur la poutre PEH et comprenant un bloc d'accès négatif et un bloc d'accès positif, le bloc d'accès négatif et le bloc d'accès positif sont en communication électrique avec les entrées/sorties électriques du circuit PMU; ainsi qu'une sortie d'alimentation positive régulée et une sortie d'alimentation négative régulée en communication électrique avec les entrées/sorties électriques du circuit PMU. Selon un des aspects de cette invention, la poutre PEH comprend : une première couche piézoélectrique; une deuxième couche piézoélectrique; une électrode de première couche piézoélectrique sur la première couche piézoélectrique; une électrode de deuxième couche piézoélectrique sur la deuxième couche piézoélectrique; un interposeur sur l'électrode de la première couche piézoélectrique, l'interposeur est composé d'un matériau isolant; et des pistes électroconductrices positionnées sur l'interposeur. Le circuit PMU est situé sur l'interposeur, et les entrées/sorties électriques sont reliées aux pistes électroconductrices. La batterie rechargeable est située sur l'interposeur, et le bloc d'accès négatif et le bloc d'accès positif sont reliés aux pistes électroconductrices. Les entrées/sorties électriques du circuit PMU sont reliées de manière fonctionnelle : au bloc d'accès positif de la batterie rechargeable et au bloc d'accès négatif de la batterie rechargeable via les pistes électroconductrices; à l'électrode de la première couche piézoélectrique; et à l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique. Dans un mode de réalisation, la poutre PEH comprend en plus une cale de forme parallélépipède avec une dimension d'épaisseur inférieure à la dimension de largeur et à la dimension de longueur. La cale comprend une première surface principale, une deuxième surface principale à l'opposé de la première surface principale, une extrémité proximale, et une extrémité distale à l'opposé de l'extrémité proximale. La première couche piézoélectrique est stratifiée sur la première surface principale de la cale et comprend une surface extérieure de la première couche piézoélectrique. La deuxième couche piézoélectrique est stratifiée sur la deuxième surface principale de la cale et comprend une surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique. L'électrode de la première couche piézoélectrique comprend une surface extérieure de l'électrode de la première couche piézoélectrique. L'électrode de la deuxième couche piézoélectrique est sur la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique. L'interposeur est stratifié sur la surface extérieure de l'électrode de la première couche piézoélectrique et comprend une surface extérieure de l'interposeur. Les pistes électroconductrices sont positionnées sur la surface extérieure de l'interposeur. La batterie rechargeable est fixée sur la surface extérieure de l'interposeur. La poutre PEH peut également inclure un trou d'interconnexion électroconducteur via l'interposeur dans la direction de l'épaisseur et perpendiculaire à la surface extérieure de l'interposeur, et les entrées/sorties électriques du circuit PMU et l'électrode de la première couche piézoélectrique peuvent être reliées via le trou d'interconnexion électroconducteur Dans un mode de réalisation, la source d'alimentation autonome et intégrée comprend en plus une fixation électroconductrice, et la poutre PEH a une extrémité proximale se prolongeant dans la fixation électroconductrice. Dans ce mode de réalisation, les entrées/sorties électriques du circuit PMU connectées de manière fonctionnelle à l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique sont reliées via la fixation. Dans un autre mode de réalisation, la source d'alimentation autonome et intégrée comprend en plus une fixation non-conductrice de l'électricité, et la poutre PEH a une extrémité proximale se prolongeant dans la fixation non-conductrice de l'électricité. Dans ce mode de réalisation, les entrées/sorties électriques du circuit PMU connectées de manière fonctionnelle à l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique sont reliées via un circuit imprimé flexible assurant une communication électrique entre l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique et le circuit PMU. Et dans un autre mode de réalisation, la cale est composée d'un matériau électroconducteur, la première couche piézoélectrique a une surface intérieure de la première couche piézoélectrique, et la deuxième couche piézoélectrique a une surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique. Ainsi, la surface intérieure de la première couche piézoélectrique et la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique sont électriquement reliées via la cale. Dans une autre mise en place, une fixation délimite une ouverture, et la poutre PEH a une extrémité proximale se prolongeant dans la fixation. La première couche piézoélectrique a une surface intérieure de la première couche piézoélectrique, et l'électrode de la première couche piézoélectrique est l'électrode de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique sur la surface intérieure de la première couche piézoélectrique. L'électrode de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique comprend une surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique. L'interposeur est sur la surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique et a une surface intérieure de l'interposeur. L'interposeur comprend un prolongement qui s'étend à travers l'ouverture dans la fixation. Le prolongement a la sortie d'alimentation positive régulée et la sortie d'alimentation négative régulée. Les pistes électroconductrices sont positionnées sur la surface intérieure de l'interposeur. La deuxième couche piézoélectrique est en relation espacée avec la première couche piézoélectrique et a une surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique à l'opposé de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique. L'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique est sur la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique et a une surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique. Une entretoise se prolonge entre la surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique et la surface intérieure de l'interposeur, de façon à ce qu'une cavité soit définie par la surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique, la surface intérieure de l'interposeur et l'entretoise. Le circuit PMU et la batterie rechargeable sont attachés à la surface intérieure de l'interposeur. La batterie rechargeable peut avoir une épaisseur de batterie et l'entretoise peut avoir une hauteur d'entretoise, et la hauteur de l'entretoise doit correspondre à au moins 120% de l'épaisseur de la batterie. L'entretoise peut être composée de colonnes placées à intervalles réguliers sur la totalité de la surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique, sauf dans les zones où sont situés le circuit PMU et la batterie rechargeable. Autrement, l'entretoise peut être composée d'un matériau en vrac disposant d'une cavité formée où sont situés le circuit PMU et la batterie. Selon un de ces aspects, la poutre PEH comprend également un trou d'interconnexion électroconducteur via l'interposeur dans la direction de l'épaisseur et perpendiculaire à la surface intérieure de l'interposeur, et un bras conducteur se prolongeant entre l'interposeur et l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique. Dans ce mode de réalisation, les entrées/sorties électriques du circuit PMU et l'électrode de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique sont reliées via un trou d'interconnexion électroconducteur, et les entrées/sorties électriques du circuit PMU et l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique sont reliées via le bras conducteur. Selon un autre aspect, la première couche piézoélectrique peut aussi avoir une surface extérieure de la première couche piézoélectrique, la deuxième couche piézoélectrique peut aussi avoir la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique. Ensuite, la source d'alimentation autonome et intégrée peut aussi comprendre une électrode de la surface extérieure de la première couche piézoélectrique sur la surface extérieure de la première couche piézoélectrique, et une électrode de la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique sur la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique. Dans un mode de réalisation, la fixation est électroconductrice, de façon à ce que l'électrode de la surface extérieure de la première couche piézoélectrique et l'électrode de la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique soient en communication électrique via la fixation. Dans un autre mode de réalisation, la fixation n'est pas conductrice de l'électricité. Dans ce mode de réalisation, un circuit imprimé flexible relie électriquement l'électrode de la surface extérieure de la première couche piézoélectrique et l'électrode de la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique. D'autres avantages et caractéristiques de cette invention seront énoncés, ou ressortiront, de la description détaillée ci-dessous des modes de réalisation de cette invention. Le présent mode de réalisation sera ensuite décrit en conjonction avec les dessins et illustrations annexés et fournis à titre d'illustration et non pas pour limiter la portée des revendications: la FIG. 1 est une vue en perspective d'un dispositif conventionnel de poutre en porte-à-faux sans fixation. la FIG. 2 est une vue en coupe d'un dispositif classique de poutre en porte-à-faux avec fixation. la FIG. 3 est un diagramme schématique d'une génération de courant piézoélectrique en mode déformation (d31). la FIG. 4 est un diagramme schématique d'une génération de courant piézoélectrique en mode compression (d33). la FIG. 5 est un diagramme schématique d'un dispositif de poutre en porte-à-faux avec un correcteur. la FIG. 6 est une vue en perspective des parties sélectionnées et enlevées d'un exemple de mode de réalisation d'une alimentation autonome et durable par rapport à cette invention. la FIG. 7 est une vue en perspective d'un premier exemple de mode de réalisation détaillant une connexion électrique avec l'électrode inférieure. la FIG. 8 est une vue en perspective d'un premier exemple de mode de réalisation détaillant une autre connexion électrique avec l'électrode inférieure. La FIG. 9 est une vue en perspective d'un autre exemple d'alimentation autonome et durable par rapport à cette invention. la FIG. 10 est une vue en perspective différente de l'exemple d'alimentation autonome et durable de la FIG. 9, dans une configuration où la fixation n'est pas conductrice de l'électricité. Description détaillée des exemples de mode de réalisation de l'inventi o n Les détails sur un ou plusieurs des modes de réalisation du sujet présenté ici sont établis dans ce document. Les modifications des modes de réalisation décrits dans ce document, et d'autres modes de réalisation, seront évidentes pour les personnes ayant les connaissances suffisantes dans le domaine après étude des informations données dans ce document. Les informations contenues dans ce document, en particulier les détails spécifiques des exemples de mode de réalisation décrits, sont données pour une meilleure compréhension et aucune limitation inutile ne doit être comprise. En cas de conflit, les spécifications de ce document, y compris les définitions, doivent prévaloir. Alors que nous estimons que les termes suivants seront bien compris par les personnes disposant des compétences communes dans le domaine, les définitions sont données afin de faciliter l'explication du sujet présenté ici. Sauf s'ils sont définis autrement, tous les termes techniques et scientifiques utilisés ici ont la même signification que celle comprise par les personnes disposant des compétences habituelles dans le domaine et à qui est adressé le présent sujet. Bien que n'importe quel matériau, appareil ou méthode similaire ou équivalent(e) à ceux décrits puisse être utilisé(e) dans la pratique ou pour tester le sujet abordé ici, les méthodes représentatives, appareils et matériaux sont maintenant décrits. Dans le cadre de la convention sur les droits de brevet, les termes «un», «une» et «le/la» se réfèrent à «un ou plusieurs» lorsqu'ils sont utilisés dans cette application, y compris les revendications. Ainsi, par exemple, la référence à «une piste électrique» comprend une pluralité de ces pistes, et ainsi de suite. Sauf si indication contraire, tous les nombres exprimant les composants de composition, les propriétés telles que les fréquences et autres utilisés dans la spécification et les revendications doivent être compris comme étant dans tous les cas modifiés par le terme «environ». De même, sauf indication contraire, les paramètres numériques établis dans ces spécifications et revendications sont des approximations qui peuvent varier selon les propriétés désirées recherchées par le sujet abordé ici. Tel qu'il est utilisé ici, le terme «environ», lorsqu'il est employé pour se référer à une valeur ou un montant, a pour objectif d'englober des variations dans certains modes de réalisation à +/- 20%, à +/- 10%, à +/- 5%, à +/- 1%, à +/- 0,5% et à +/- 0,1% du montant spécifié, car de telles variations sont appropriées pour le fonctionnement du sujet abordé ici. Telles qu'elles sont utilisées ici, les portées peuvent être exprimées à partir d'une valeur particulière approximative, ou vers une autre valeur particulière approximative. Il doit également être compris qu'un certain nombre de valeurs sont exprimées ici, et que chaque valeur est également divulguée ici de façon approximative en plus de la valeur elle-même. Par exemple, si la valeur «10» est indiquée, alors «environ 10» est également indiqué. Il est également compris que chaque unité entre deux unités particulières est également indiquée. Par exemple, si 10 et 15 sont indiqués, alors 11, 12, 13 et 14 sont également indiqués. Tel qu'il est utilisé ici, le terme «circuit d'unité de gestion de l'alimentation (PMU)» se rapporte à une classe de circuits intégrés effectuant différentes fonctions pour la gestion de l'alimentation, y compris la gestion des batteries, la régulation de la tension et les fonctions de charge. Le circuit PMU peut intégrer un redresseur en pont à double alternance et faible perte avec un convertisseur Buck à grande efficacité afin de former une solution complète de récupération de l'énergie optimisée pour les sources d'énergie à haute impédance de sortie comme la piézoélectricité. Utilisé ici, le terme «batterie rechargeable» se rapporte à un type de batterie électrique pouvant être chargé, déchargé et rechargé à de nombreuses reprises. Il peut également être appelé batterie de stockage ou cellule secondaire. La batterie rechargeable accumule et stocke l'énergie via une réaction électrochimique réversible. La présente invention présente plusieurs modes de réalisation préférés pour intégrer un circuit PMU et une batterie rechargeable avec une poutre de récupération de l'énergie piézoélectrique (PEH). Dans les modes de réalisation décrits par la suite, les mêmes directions d'orientation seront employées pour plus de clarté, comme indiqué dans la FIG.1; un axe longitudinal (X) le long de la longueur de la poutre (L), un axe latéral (Y) le long de la largeur de la poutre (W); c-à-d., parallèle aux surfaces principales des couches piézoélectriques et perpendiculaire à l'axe X; et un axe vertical (Z) le long de l'épaisseur de la poutre (T). X, l'axe X, la direction longitudinale ou l'axe longitudinal se réfèrent à la même direction et seront employés indifféremment par la suite; tout comme pour Y / latéral et Z / vertical. Dans des vibrations ambiantes, la poutre PEH peut en théorie osciller selon les différents modes d'oscillation. Mais seul le premier mode d'oscillation longitudinale est privilégié (c-à-d., à tout moment, n'importe quel point de la poutre aligné de façon parallèle à la direction Y se déplace dans la même direction et avec la même amplitude, et l'amplitude de déplacement le long de l'axe Z de tous les points de la poutre ont la même orientation, positive ou négative). Ce principal mode d'oscillation dispose de la fréquence la plus faible et tous les autres modes de vibration sont souvent négligés en prenant en compte le fait que la longueur de la poutre (L) est significativement plus grande que la largeur de la poutre (W), et bien plus grande que l'épaisseur de la poutre (T). De plus, une zone de déformation (DZ) est définie comme faisant partie de la poutre et pouvant se plier librement pour générer de l'électricité. En général, la DZ est la partie de la poutre entre la zone de fixation et la masse sismique. La fréquence de résonance du premier mode d'oscillation de la poutre PEH correspond à la fréquence de vibration ambiante (généralement de 1 Hz à 1 kHz). À cette fin, en fonction du poids de la masse sismique (généralement entre 1 et 100 grammes), la longueur de la poutre s'étend généralement de quelques millimètres à 200 millimètres. Selon les spécifications du système, la masse sismique peut également être omise. Pour une meilleure compréhension des descriptions ci-dessous, la masse sismique ne sera pas mentionnée. P REMIER MODE DE REALISATION La FIG. 6 est une vue en perspective d'un premier exemple de mode de réalisation d'une source d'alimentation autonome et intégrée 100 selon la présente invention, y compris une poutre PEH 101 comprenant une cale 102 comprise entre une première couche piézoélectrique 104 et une deuxième couche piézoélectrique 106. Dans un mode de réalisation, la première couche piézoélectrique 104 et la seconde couche piézoélectrique 106 sont installées de façon symétrique par rapport à la cale 102. La cale comprend une première surface principale 108 et une deuxième surface principale 110 à l'opposé de la première surface principale. La première couche piézoélectrique 104 est stratifiée sur la première surface principale 108 de la cale 102 et la deuxième couche piézoélectrique 106 est stratifiée sur la deuxième surface principale 110 de la cale 102. La première couche piézoélectrique 104 a une surface extérieure de la première couche piézoélectrique 112 et la deuxième couche piézoélectrique 106 a une surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique 114. La première couche piézoélectrique 104 a une électrode 116 de la première couche piézoélectrique déposée sur la surface extérieure 112 de la première couche piézoélectrique. La deuxième couche piézoélectrique 106 a une électrode 118 de la deuxième de couche piézoélectrique déposée sur la surface extérieure 114 de la deuxième couche piézoélectrique. Il est préférable que la cale 102 soit aussi fine que possible afin de maximiser le taux de matériau piézoélectrique de l'appareil tout en maintenant une épaisseur totale dans des proportions raisonnables. Afin de faciliter le processus de fabrication, l'épaisseur de la cale 102 est généralement entre 2 et 20 µm et il est préférable qu'elle soit inférieure à dix (10) micromètres. Les couches piézoélectriques 104, 106 ont généralement la même épaisseur afin de maintenir une fibre neutre (tous les points des matériaux de la poutre non-soumis à la compression ou dilatation longitudinale lors de la flexion de la poutre) dans l'épaisseur de la cale 102. L'épaisseur des couches piézoélectriques 104, 106 est définie selon la fréquence de travail et les considérations d'alimentation. Pour une gamme de fréquences typique (de quelques Hertz à quelques centaines de Hertz), les épaisseurs minimales sont généralement aux alentours de quelques micromètres, et les épaisseurs maximales vont jusqu'à quelques centaines de micromètres. Le rendement de conversion énergétique atteint un maximum pour une épaisseur donnée. La détermination de l'épaisseur optimale nécessite souvent des calculs préliminaires. En général, pour une fréquence de vibration de cent Hertz, l'épaisseur optimale des couches piézoélectriques est de quatre-vingt (80) micromètres. Le matériau de la cale 102 est électroconducteur. Afin de supporter la courbure appliquée sans dégât, le matériau électroconducteur de la cale 102 est le laiton ou tout autre matériau sélectionné dans le groupe de métaux, organiques ou inorganiques et ayant les valeurs désirées du module de Young; il est préférable qu'elles se situent entre quelques dizaines de GPa à quelques centaines de GPa. Les matériaux de la première couche piézoélectrique 104 et de la deuxième couche piézoélectrique 106 sont généralement des céramiques PZT ou tout autre matériau doté de propriétés piézoélectriques. La cale 102 a notamment une extrémité proximale 120 qui se prolonge et se connecte à une attache ou fixation 122. Il est préférable que le matériau de la fixation 122 soit un matériau métallique comme le cuivre, l'aluminium, le tungstène ou tout autre matériau organique ou inorganique disposant d'un module de Young supérieur à 50 GPa. Il est préférable que la fixation 122 soit électroconductrice, comme abordé ci-dessous. La cale 102 a une extrémité distale 124 à l'opposé de l'extrémité proximale où une masse sismique est attachée (non indiqué sur la FIG 6, mais voir la FIG. 1). Un interposeur 126 est stratifié sur une surface extérieure de l'électrode 116 de la première couche piézoélectrique. L'interposeur 126 est fabriqué à partir d'un matériau électriquement isolant et ayant des propriétés mécaniques douces, comme le polyimide. L'épaisseur de l'interposeur 126 est généralement de 25µm. Une surface extérieure 128 de l'interposeur 126 comprend plusieurs pistes électroconductrices 130 parallèles à la surface extérieure 128 de l'interposeur et au moins un trou d'interconnexion électroconducteur 132 perpendiculaire à la surface extérieure 128 de l'interposeur. Les pistes électroconductrices 130 relient les sous-composants et les électrodes de récupération, comme abordé ci-dessous. L'interposeur est obtenu grâce aux processus de fabrication existants des circuits imprimés flexibles. Dans cet exemple de mode de réalisation, l'interposeur 126 est composé d'une seule couche isolante avec des pistes électriques isolées ou connectées les unes aux autres. Cependant, une structure multicouches comprenant des couches isolantes / conductrices en alternance avec des trous d'interconnexion verticaux est dans la portée de cette publication selon la complexité des interconnexions électriques entre les sous-composants. Un circuit PMU 134 comprend des entrées/sorties électriques 136. Les entrées/sorties électriques 136 du circuit PMU 134 sont reliées mécaniquement et électriquement aux pistes conductrices 130 via, par exemple, un procédé de soudage ou colle ou film conducteur adhésif. Le circuit PMU 134 comprend au moins quatre entrées/sorties électriques (2 fils pour l'entrée du récupérateur et 2 fils de sortie), mais des entrées/sorties supplémentaires sont nécessaires pour la connexion de la batterie et la commande de l'autre circuit. Par exemple, le LTC3588 de Analog Devices (Norwood, MA, USA) a 10 entrées/sorties rassemblées dans un étui DFN 10 fils avec des dimensions appropriées (3x3x1 mm3). Le circuit PMU 134 peut être placé n'importe où sur la surface extérieure de l'interposeur 128 au sein de la zone de déformation, si ce circuit interfère de façon minime avec la déformation de la poutre. Dans un mode réalisation, le circuit PMU 134 est un circuit à puce de silicium nu avec des dimensions latérales inférieures à quelques millimètres. Dans un mode de réalisation, le circuit PMU 134 est placé près de la fixation 122, où les déformations de la poutre PEH 101 sont minimes afin d'éviter une usure possible en raison des tensions mécaniques. Dans un autre mode de réalisation, le circuit PMU 134 interfère légèrement avec le déplacement de la poutre PEH 101 en raison de ses dimensions ou de sa rigidité; ex., un circuit conditionné dans un étui, de sorte que le circuit PMU soit placé à l'extérieur de la zone de déformation. Une batterie 138 est également attachée à l'interposeur 126. Dans un mode de réalisation, la batterie 138 comprend une structure à couche mince principalement composée d'une première électrode positive 140, d'une couche électrolyte 142 et d'une électrode négative 144. L'électrode négative 144 est électriquement reliée à un bloc d'accès négatif 146 à l'extérieur de la batterie 138. L'électrode positive 140 est électriquement reliée à un bloc d'accès positif 148. Le bloc d'accès négatif 146 et le bloc d'accès positif 148 sont électriquement liés aux pistes électroconductrices 130 de l'interposeur 126. Dans différents modes de réalisation, la batterie 138 est une batterie solide extra-fine, une batterie polymère laminaire, une batterie imprimée ou une autre batterie à couche mince avec une faible rigidité mécanique pour s'adapter à la déformation de la poutre. La batterie 138 est attachée à la surface extérieure 128 de l'interposeur 126, par exemple, avec de la colle ou une bande adhésive. Dans différents modes de réalisation, la batterie 138 couvre une partie ou la totalité de la surface disponible de l'interposeur 126 au sein ou à l'extérieur de la zone de déformation. Dans d'autres modes de réalisation, une batterie rigide couvre la surface disponible de l'interposeur 126 à l'extérieur de la zone de déformation. Maintenant, en prenant en compte les connexions électriques de cet exemple de mode de réalisation, les entrées/sorties électriques 136 du circuit PMU 134 sont connectées : a.) au bloc d'accès positif 148 de la batterie 138 et au bloc d'accès négatif 146 de la batterie 138 via des piste électriques distinctes 130 sur la surface extérieure 128 de l'interposeur 126 ; b.) à l'électrode 116 de la première couche piézoélectrique 104 via le trou d'interconnexion électroconducteur 132 et une piste électrique 130 sur la surface extérieure 128 de l'interposeur 126 ; c.) à l'électrode 118 de la deuxième couche piézoélectrique 106 via la fixation électroconductrice 122 et une piste électrique 130 sur la surface extérieure 128 de l'interposeur 126 en direction d'une entrée 136 du circuit PMU 134. Cela est davantage détaillé sur la FIG. 7. d.) Deux sorties d'alimentation régulées du circuit PMU 134 sont électriquement reliées à deux pistes conductrices distinctes 130 sur la surface extérieure 128 de l'interposeur 126, qui sont électriquement connectées à une piste positive 152 et une piste négative 154 sur un circuit imprimé flexible 150. Ces pistes 152, 154 sont les principales sorties de la présente invention qui peuvent ensuite être connectées à l'appareil de l'utilisateur. Dans un mode de réalisation alternatif indiqué dans la FIG. 8, la fixation 122 n'est pas électroconductrice et l'électrode 118 de la deuxième couche piézoélectrique 106 est connectée à une piste électrique 130 de l'interposeur 126 avec un autre circuit imprimé flexible 155, se prolongeant entre l'électrode 118 de la deuxième couche piézoélectrique et l'interposeur 126. Il est également noté que la première couche piézoélectrique 104 a une surface intérieure 156 de la première couche piézoélectrique et que la deuxième couche piézoélectrique 106 a une surface intérieure 158 de la deuxième couche piézoélectrique. La surface intérieure 156 de la première couche piézoélectrique et la surface intérieure 158 de la deuxième couche piézoélectrique sont électriquement reliées entre elles via la cale 102. 2. DEUXIEME MODE DE REALISATION En se rapportant maintenant à la FIG. 9, une vue en perspective d'un deuxième exemple de mode de réalisation d'une source d'alimentation autonome et intégrée 200 selon cette invention est indiqué, où un circuit PMU 202 et une batterie 204 sont maintenant placés entre une première couche piézoélectrique 206 et une deuxième couche piézoélectrique 208. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux pour protéger ces sous-composants contre l'extérieur de la source d'alimentation 200 (c-à-d., un dispositif de récupération de l'énergie piézoélectrique) car ces sous-composants sont intégrés au sein de la source d'alimentation 200 (dispositif de récupération de l'énergie piézoélectrique). De plus, ce mode de réalisation prend en compte les variations d'épaisseur de la batterie 204. De telles variations sont un phénomène connu pour les batteries à couche mince. Au fur et à mesure que l'état de charge de la batterie augmente, les composants ioniques s'accumulent sur les électrodes de la batterie et mènent à une augmentation de l'épaisseur. Dans ce mode de réalisation, un interposeur 210 est attaché à la surface intérieure 212 d'une électrode 214 de la première couche piézoélectrique 206. L'interposeur 210 se compose d'un matériau isolant, ex., polyimide, et a une surface intérieure 216. Les pistes électroconductrices 218 sont positionnées sur la surface intérieure 216. L'interposeur 210 a les mêmes dimensions générales (longueur, largeur et forme) que la première couche piézoélectrique 206, mais comprend un prolongement 220 en direction d'une fixation 222 et via une ouverture 224 définie par la fixation 222 par laquelle la première couche piézoélectrique 206 et la deuxième couche piézoélectrique 208 ressortent. Dans certains modes de réalisation, la largeur du prolongement 220 est inférieure à la largeur de la première couche piézoélectrique 206. Dans d'autres modes de réalisation, la largeur du prolongement 220 est égale à la largeur de la première couche piézoélectrique 206. Le circuit PMU 202 comprend des entrées/sorties électriques 226. Dans différents modes de réalisation, les entrées/sorties électriques 226 sont électriquement reliées aux pistes conductrices 218 via une soudure, de la colle ou un film conducteur adhésif. Le circuit PMU 202 peut être placé n'importe où sur la surface intérieure 216 de l'interposeur, soit au sein de la zone de déformation, si ce circuit interfère de façon minime avec la déformation de la poutre, soit à l'extérieur de la zone de déformation. Dans un mode de réalisation, le circuit PMU 202 sous forme de circuit à puce de silicium nu avec des dimensions latérales inférieures à quelques millimètres est un bon choix. Dans un mode de réalisation, le circuit PMU 202 est placé près de la fixation conductrice 222 où les déformations de la poutre sont minimes afin d'éviter l'usure due aux tensions mécaniques. Néanmoins, pour une même position X, le circuit PMU 202 sera moins sujet aux tensions mécaniques que le premier mode de réalisation susmentionné, puisqu'il est plus proche de la fibre neutre de la structure de récupération. Utilisés ici, les termes « intérieur » et « extérieur » sont définis selon la fibre neutre, où « intérieur » est le plus près de la fibre neutre, et « extérieur » est le plus éloigné de la fibre neutre. Dans un autre mode de réalisation, le circuit PMU 202 interfère légèrement avec le déplacement de la poutre en raison de ses dimensions ou de sa rigidité; ex., un circuit dans un étui. Dans ce cas, le circuit PMU 202 est placé à l'extérieur de la zone de déformation. La batterie 204 est également attachée à l'interposeur 210. Dans un mode de réalisation, la batterie 204 comprend une structure à couche mince principalement composée d'une première électrode positive 228, d'une couche électrolyte 230 et d'une électrode négative 232. L'électrode négative 232 est électriquement reliée à un bloc d'accès négatif 234 à l'extérieur de la batterie 204. L'électrode positive 228 est électriquement reliée à un bloc d'accès positif 236. Le bloc d'accès négatif 234 et le bloc d'accès positif 236 sont électriquement liés aux pistes électroconductrices 218 de l'interposeur 210. Dans différents modes de réalisation, la technologie de la batterie 204 est une batterie à couche mince avec une faible rigidité mécanique permettant de s'adapter à la déformation de la poutre. Dans différents modes de réalisation, la batterie 204 est attachée à la surface intérieure 216 de l'interposeur 210 à l'aide de colle ou de bande adhésive. La deuxième couche piézoélectrique 208 a une surface intérieure 238. Une électrode 240 est déposée sur la surface intérieure 238 de la deuxième couche piézoélectrique 208. L'électrode 240 sur la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique a une surface intérieure 242. Une cavité vide est formée entre la surface intérieure 242 de l'électrode 240 de la deuxième couche piézoélectrique et une surface intérieure 244 de la batterie 204 faisant face à l'électrode 240 sur la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique. La cavité a pour but de supporter les variations d'épaisseur de la batterie 204. Dans un mode de réalisation, la hauteur de la cavité correspond à 20% de l'épaisseur de la batterie 204. Par exemple, pour une batterie d'une épaisseur de 100 µm, la cavité doit être aux alentours de 20 µm. La cavité est obtenue en insérant une entretoise entre la surface intérieure 242 de l'électrode 240 sur la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique et la surface intérieure 216 de l'interposeur 210. Dans un mode de réalisation, la hauteur de l'entretoise est environ 20% plus grande que l'épaisseur de la batterie 204. Par exemple, pour une batterie de 100 µm, la hauteur de l'entretoise est au minimum de 120 µm environ. Afin de maintenir la bonne flexibilité de la poutre, la force de traction de l'entretoise doit idéalement être grande dans la direction Z et faible dans la direction X. Dans un mode de réalisation particulièrement intéressant, l'entretoise est composée de colonnes 246 placées à intervalles réguliers sur la totalité de la surface intérieure 242 de l'électrode 240 sur la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique, sauf dans les zones où sont situés la batterie 204 et le circuit PMU 202. Ainsi, la batterie 204 et le circuit PMU 202 sont centrés dans la dimension latérale de la poutre afin de maintenir la symétrie ou les colonnes dans la dimension latérale. La batterie 204 et le circuit PMU 202 sont placés n'importe où au sein de la zone de déformation dans la dimension longitudinale de la poutre. Dans différents modes de réalisation, la forme transversale des colonnes 246 est carrée, rectangulaire ou circulaire, et les dimensions latérales des colonnes 246 vont de 50 µm à 300 µm. Une entretoise en vrac avec des cavités ouvertes au niveau du circuit PMU 202 et et de la batterie 204 est également dans la portée de cette publication. Dans un mode réalisation, les colonnes 246 sont obtenues via un processus soustractif au cours duquel une couche en vrac du matériau de la colonne est attachée à la surface intérieure 242 de l'électrode 240 sur la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique, le matériau est retiré entre les colonnes 246 et dans les zones où sont placés la batterie 204 et le circuit PMU 202 via un processus de gravure, de découpe ou de fraisage. Dans un mode de réalisation, la distance entre deux colonnes adjacentes va de 50 µm à trois (3) millimètres. Dans un mode de réalisation, le matériau des colonnes est métallique ou organique, compatible avec les processus de fabrication susmentionnés. Maintenant, en prenant en compte les connexions électriques du présent mode de réalisation, les entrées/sorties électriques 226 du circuit PMU 202 sont connectées : a.) au bloc d'accès positif 236 de la batterie 204, et au bloc d'accès négatif 234 de la batterie 204 via des pistes électriques distinctes 218 sur la surface intérieure 216 de l'interposeur 210 ; b.) à l'électrode 214 de la première couche piézoélectrique 206 via un trou d'interconnexion électrique 248 et une piste électrique 218 sur la surface intérieure 216 de l'interposeur 210 ; c.) à l'électrode 240 sur la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique via un bras conducteur 250 et une piste électrique 218 sur la surface intérieure 216 de l'interposeur 210. d.) Deux sorties d'alimentation régulées depuis le circuit PMU 202 sont électriquement reliées à deux pistes conductrices distinctes 218 sur la surface intérieure 216 de l'interposeur le long du prolongement 220 via l'ouverture 224 définie par la fixation conductrice 222. Il est également indiqué qu'une électrode extérieure 252 de la première couche piézoélectrique 206 et qu'une électrode extérieure 254 de la deuxième couche piézoélectrique 208 sont électriquement reliées ensemble. Dans un mode de réalisation, la fixation 222 est électroconductrice et en contact électrique avec l'électrode extérieure 252 de la première couche piézoélectrique 206 et avec l'électrode extérieure 254 de la deuxième couche piézoélectrique 208. Dans un autre mode de réalisation, indiqué dans la FIG. 10, la fixation 222 n'est pas électroconductrice, et l'électrode extérieure 252 de la première couche piézoélectrique 206 et l'électrode extérieure 254 de la deuxième couche piézoélectrique 208 sont électriquement reliées par un circuit imprimé flexible 256. Une source d'alimentation autonome et intégrée comprenant : une poutre de récupération de l'énergie piézoélectrique (PEH) ; un circuit d'unité de gestion de l'alimentation (PMU) situé sur la poutre (PEH) et comprenant des entrées/sorties électriques ; une batterie rechargeable située sur la poutre (PEH) et comprenant un bloc d'accès négatif et un bloc d'accès positif, le bloc d'accès négatif et le bloc d'accès positif sont en communication électrique avec les entrées/sorties électriques du circuit (PMU) ; et une sortie d'alimentation positive régulée et une sortie d'alimentation négative régulée en communication électrique avec les entrées/sorties électriques du circuit (PMU). La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 1, où la poutre (PEH) inclut : - une première couche piézoélectrique ; - une deuxième couche piézoélectrique ; - une électrode de la première couche piézoélectrique sur la première couche piézoélectrique ; - une électrode de la deuxième couche piézoélectrique sur la deuxième couche piézoélectrique ; - un interposeur sur l'électrode de la première couche piézoélectrique, l'interposeur est composé d'un matériau isolant; et - des pistes électroconductrices positionnées sur l'interposeur ; où le circuit (PMU) est situé sur l'interposeur, et les entrées/sorties électriques sont reliées aux pistes électroconductrices ; et où la batterie rechargeable est située sur l'interposeur, et le bloc d'accès négatif et le bloc d'accès positif sont reliés aux pistes électroconductrices ; où les entrées/sorties électriques du circuit (PMU) sont reliées de manière fonctionnelle : - au bloc d'accès positif de la batterie rechargeable et au bloc d'accès négatif de la batterie rechargeable via les pistes électroconductrices ; - à l'électrode de la première couche piézoélectrique; et - à l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 2, où la poutre (PEH) comprend en plus une cale de forme parallélépipède avec une épaisseur inférieure à la largeur et à la longueur, et comprenant une première surface principale, une deuxième surface principale opposée à la première surface principale, une extrémité proximale et une extrémité distale à l'opposé de l'extrémité proximale ; où la première couche piézoélectrique est stratifiée sur la première surface principale de la cale et comprend une surface extérieure de la première couche piézoélectrique ; où la deuxième couche piézoélectrique est stratifiée sur la deuxième surface principale de la cale et comprend une surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique ; où l'électrode de la première couche piézoélectrique a une surface extérieure de l'électrode de la première couche piézoélectrique ; où l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique est sur la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique ; où l'interposeur est stratifié sur la surface extérieure de l'électrode de la première couche piézoélectrique et a une surface extérieure de l'interposeur, où les pistes électroconductrices sont positionnées sur la surface extérieure de l'interposeur; et où la batterie rechargeable est attachée à la surface extérieure de l'interposeur. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 3, où la poutre (PEH) comprend en plus un trou d'interconnexion électroconducteur via l'interposeur dans la direction de l'épaisseur et perpendiculaire à la surface extérieure de l'interposeur ; et où les entrées/sorties électriques du circuit (PMU) et l'électrode de la première couche piézoélectrique sont reliées via le trou d'interconnexion électroconducteur. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 4 comprenant en plus une fixation électroconductrice ; où la poutre (PEH) comprend une extrémité proximale se prolongeant dans la fixation électroconductrice ; où les entrées/sorties électriques du circuit (PMU) reliées de manière fonctionnelle à l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique sont connectées via la fixation. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 4 comprenant en plus une fixation non-conductrice de l'électricité; où la poutre (PEH) comprend une extrémité proximale se prolongeant dans la fixation non-conductrice de l'électricité; où les entrées/sorties électriques du circuit (PMU) reliées de manière fonctionnelle à l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique sont connectées via un circuit imprimé flexible assurant une communication électrique entre l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique et le circuit (PMU). La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 4, où la première couche piézoélectrique a une surface intérieure de la première couche piézoélectrique et la deuxième couche piézoélectrique a une surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique ; et où la cale est composée d'un matériau électroconducteur, de façon à ce que la surface intérieure de la première couche piézoélectrique et la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique soient électriquement reliées via la cale. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 2, comprenant en plus une fixation définissant une ouverture ; où la poutre (PEH) comprend une extrémité proximale se prolongeant dans la fixation ; où la première couche piézoélectrique a une surface intérieure de la première couche piézoélectrique ; où l'électrode de la première couche piézoélectrique est l'électrode de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique sur la surface intérieure de la première couche piézoélectrique, l'électrode de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique ayant la surface intérieure de l'électrode sur la surface intérieure de la première couche piézoélectrique ; où l'interposeur est sur la surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique et comprend une surface intérieure de l'interposeur, l'interposeur comprend un prolongement passant par l'ouverture de la fixation et comprenant une sortie d'alimentation positive régulée et une sortie d'alimentation négative régulée où les pistes électroconductrices sont positionnées sur la surface intérieure de l'interposeur ; où la deuxième couche piézoélectrique est en relation espacée avec la première couche piézoélectrique et comprend une surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique à l'opposé de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique ; où l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique est sur la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique et comprend une surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique ; comprenant en plus une entretoise se prolongeant entre la surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique et la surface intérieure de l'interposeur, de façon à ce qu'une cavité soit définie par la surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique, la surface intérieure de l'interposeur et l'entretoise ; où le circuit (PMU) et la batterie rechargeable sont attachés à la surface intérieure de l'interposeur. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 8, où la batterie rechargeable a une épaisseur de batterie et l'entretoise a une hauteur de l'entretoise, où la hauteur de l'entretoise est équivalente à au moins 120% de l'épaisseur de la batterie. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 9, où l'entretoise est composée de colonnes placées à intervalles réguliers sur la totalité de la surface intérieure de l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique, sauf dans les zones où sont situés le circuit (PMU) et la batterie. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 9, où l'entretoise est comprise d'un matériau en vrac comportant une cavité formée et où sont situés le circuit (PMU) et la batterie. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 8, où la poutre (PEH) comprend également un trou d'interconnexion électroconducteur via l'interposeur dans la direction de l'épaisseur et perpendiculaire à la surface intérieure de l'interposeur, et un bras conducteur se prolongeant entre l'interposeur et l'électrode de la surface intérieure de la deuxième couche piézoélectrique ; où les entrées/sorties électriques du circuit PMU et l'électrode de la surface intérieure de la première couche piézoélectrique sont reliées via le trou d'interconnexion électroconducteur ; et où les entrées/sorties électriques du circuit PMU et l'électrode de la deuxième couche piézoélectrique sont reliées via le bras conducteur. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 12, où la première couche piézoélectrique comprend en plus une surface extérieure de la première couche piézoélectrique ; où la deuxième couche piézoélectrique comprend en plus une surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique ; comprenant en plus une électrode de la surface extérieure de la première couche piézoélectrique sur la surface extérieure de la première couche piézoélectrique, et une électrode de la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique sur la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 13, où la fixation est électroconductrice, de façon à ce que l'électrode de la surface extérieure de la première couche piézoélectrique et l'électrode de la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique soient en communication électrique via la fixation. La source d'alimentation autonome et intégrée de la revendication 13, où la fixation n'est pas conductrice de l'électricité ; comprenant en plus un circuit imprimé flexible reliant électriquement l'électrode de la surface extérieure de la première couche piézoélectrique et l'électrode de la surface extérieure de la deuxième couche piézoélectrique.