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Publié le 25 septembre 2013
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1 octobre 2013
10:30 - 12:30
Salle de conférence (3ème étage)
Bâtiment A (accueil)
CNRS Grenoble (site Polygone scientifique)
25 rue des Martyrs, 38042 Grenoble.

Sujet de la thèse: Contribution à la conception de générateurs électroactifs souples

Résumé de la thèse

Récupérer l'énergie mécanique ambiante est une alternative prometteuse afin d'assurer l'autonomie énergétique d'appareils nomades. Le développement des générateurs électrostatiques souples reste toutefois à ce jour anecdotique du fait des hautes tensions de polarisation employées, de la nécessité de grandes déformations mécaniques mais aussi de l'utilisation de matériaux peu conventionnels et mal caractérisés. Le but de cette thèse est d'apporter des avancées scientifiques et des solutions aux verrous technologiques précités.

Tout d'abord, une caractérisation rigoureuse des propriétés électriques et mécaniques de deux matériaux communément utilisés pour ces applications nous a donné accès aux propriétés physiques dans un fonctionnement réel de ces. Ces données ont permis d'élaborer des lois analytiques fiables que nous avons ensuite insérées dans un modèle thermodynamique permettant de définir avec précision les puissances et densités d'énergie récupérables pour ces générateurs. Des pistes d'amélioration des matériaux utilisés dans les applications générateurs peuvent être dégagées de notre modèle.

Le second verrou à lever concerne la source haute tension de polarisation nécessaire à ces générateurs électrostatiques. Pour cela, nous avons proposé une solution innovante couplant l'élastomère diélectrique à un électret. Différentes configurations de générateurs hybrides dans des géométries 2D et 3D ont été évaluées. Enfin, nous avons réalisé un prototype qui a délivré une puissance de l'ordre de 35µW sachant qu'une optimisation de ce prototype est réalisable et que des puissances récupérées de plusieurs centaines de µW  sont tout à fait réalistes.

Jury

M. Henri CAMON,  Directeur de recherche, LAAS - CNRS Toulouse, Rapporteur

M. Elie LEFEUVRE, Professeur des universités, U-PSUD, Rapporteur

M. Skandar BASROUR, Professeur des universités, UJF, Examinateur

M. Stéphane MONFRAY, Ingénieur - Docteur, ST Microelectronics, Examinateur

M. Bernard MULTON, Professeur des universités, ENS Cachan, Examinateur

Mme. Claire JEAN-MISTRAL, Maître de conférences, INSA Lyon, Co-encadrante

M. Alain SYLVESTRE, Professeur des universités, UJF, Directeur de thèse



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mise à jour le 25 septembre 2013

anglais
G2ELAB
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