« Imaginez un monde où les micro-dispositifs tels que les capteurs connectés ou les implants médicaux puiseraient l’énergie dont ils ont besoin pour fonctionner directement dans leur environnement ! » Tel est aujourd’hui le souhait de nombreuses entreprises/startups utilisant ces microsystèmes et confrontées au problème récurrent du coût élevé et du temps de vie limité des batteries.
L’autonomie énergétique des micro-dispositifs connectés est aujourd’hui un enjeu majeur aux fortes retombées économiques et environnementales. Avec la miniaturisation des systèmes et donc la réduction de leur consommation énergétique (quelques mW, voire µW), et les avancées technologiques en micro-nano-fabrication, de nouvelles perspectives s’ouvrent pour développer des systèmes d’alimentation autonomes basés sur la récupération des énergies renouvelables. Ce défi est au cœur de notre projet qui vise à développer des générateurs efficaces intégrant des nanomatériaux aux propriétés piézo-, ferro-, ou triboélectriques exaltées du fait de leurs dimensions, capables de convertir les énergies mécaniques environnantes en une énergie électrique directement utilisable.
Le développement de générateurs capables de remplacer les batteries existantes requiert de définir chaque « brique de construction » du système d’alimentation autonome en accord avec les conditions d’utilisation et les spécificités de l’application pour laquelle il est dédié, tout en tenant compte des aspects de coût et de durabilité qui sont des paramètres importants dans la mise en place de telles solutions alternatives.
Pour ce faire, le projet propose une démarche multi-échelles originale basée sur deux approches menées en parallèle :
Le projet, regroupant six acteurs majeurs du Labex NanoSaclay (C2N, MSSMAT, SPMS, GeePs, Gemac et LSI) est de nature fortement pluridisciplinaire adressant les domaines de la physique, de la chimie, de l’électronique et de la mécanique. L’étroite synergie entre les deux approches – fondamentale et appliquée – porte le caractère novateur du projet. Grâce au large choix de nanomatériaux couvert par le consortium et à leurs propriétés spécifiques, le projet permet de répondre aux spécifications de dispositifs rigides/souples/conformables/bio-compatibles, de petites/grandes dimensions, et aux contraintes liées à leur environnement (milieu agressif, rayonnement, biocompatibilité…). Les travaux du consortium, en plus d’adresser des défis scientifiques majeurs, apporteront des briques indispensables, et valorisables en matière de brevets, à un futur transfert technologique pour répondre à des enjeux majeurs dans le domaine de la récupération des énergies renouvelables.
Contact : , C2N