Nouveaux Microgénérateurs piézoélectriques à récupération d’énergie vibratoire à hautes performances pour applications en électronique nomade. – PIEZO2POWER

L’électronique moderne repousse sans cesse les limites de l’intégration fonctionnelle, des exemples marquants se trouvant dans les nombreuses applications et dispositifs nomades de l’électronique grand public, en particulier. Avec la diminution constante de la taille des dispositifs, de moins en moins d’énergie peut être embarquée ce qui réduit leur durée de fonctionnement. La recherche continue à produire des piles avec des densités d’énergie toujours plus importantes mais la quantité d’énergie disponible reste limitée et n’est pas inépuisable. Or, augmenter le temps de fonctionnement des dispositifs est particulièrement intéressant dans le cas des réseaux de capteurs sans fil ou pour des systèmes dont l’accès est difficile comme les implants biomédicaux, par exemple. Avec le développement des circuits intégrés à très basse consommation, le besoin de réduire les coûts de fonctionnements des dispositifs électroniques embarqués, et pour répondre aux menaces pesant sur l’environnement avec le rejet de piles usagées, le concept de récupération d’énergie est devenu on ne peut plus pertinent. Il désigne la transformation de sources d’énergies ambiantes, généralement non exploitées, en énergie électrique utilisable. En particulier, la récupération d’énergie à partir de vibrations offre de nouvelles et passionnantes opportunités dans le domaine des micro-nano-systèmes (MEMS).
Les objectifs de ce projet sont de développer de nouveaux micro-générateurs d’énergie piézoélectriques à hautes performances basés sur la récupération de l’énergie vibratoire. Les points clés et les spécificités du projet sont :

- Synthèse de films piézoélectriques monocristallins de PZT et PMN-PT sur silicium, et développent des caractérisations piézoélectriques locales par AFM.
- Nouvelles architectures de résonateurs basse-fréquence en silicium et développement technologique pour réduire la raideur de poutre micro-usinées par la nanostructuration locale du silicium.
- Optimisation de l’efficacité de la conversion au moyen d’une technique de récupération par commutation synchronisée (SSH) basée sur le traitement non linéaire de la tension piézoélectrique.
- Approche système pour le design d’un circuit intégré CMOS basse puissance pour la récupération d’énergie et pour le développement de micro-nano-systèmes générateurs innovants.