De l’électricité sans fils électriques ?
Champs magnétiques ou ultrasons ? Quelle sera la technologie de demain pour utiliser ou recharger des appareils électriques qui fonctionneront sans fils.

 

 

Les champs magnétiques :

Deux inventions assez anciennes :

-En 1825, William Sturgeon invente l’électroaimant, un fil conducteur enroulé autour d’un noyau de fer (bobine).
Si on applique une tension au borne de la bobine, un courant circule dans cette dernière et produit un champ électromagnétique qui permet de rendre le noyau de fer magnétique.

 

 

– En 1831, Michael Faraday découvre le principe de l’induction électromagnétique. Un champ magnétique fluctuant induit un courant électrique dans un fil électrique.

 

 

En Combinant ces deux découvertes, Nicholas Joseph Callan est le premier en 1836 à faire la démonstration d’une transmission d’une énergie électrique sans fil.

L’appareil à bobine d’induction de Callan est constitué de 2 bobines isolées (appelées bobinages primaire et secondaire) placées autour d’un noyau de fer. Une batterie connectée par intermittence au primaire ‘induit’ une tension dans le secondaire, provoquant une étincelle.

Dans une bobine d’induction ou un transformateur électrique, qui peut avoir un cœur ferreux ou de l’air, la transmission d’énergie se fait par simple couplage électromagnétique aussi connu par le terme induction mutuelle.
Avec cette méthode, il est possible de transmettre de l’énergie sur de grandes distances. Cependant, pour diriger l’énergie dans la bonne direction, les deux bobines doivent être placées suffisamment proches.

Dans le cas de couplage résonant, où les bobines sont réglées sur la même fréquence, une puissance significative peut être transmise sur plusieurs mètres.

Le principe d’un transformateur électrique est l’exemple le plus courant de transmission d’énergie sans fil. Les bobines du primaire et du secondaire sont électriquement isolées l’une de l’autre et placée sur un circuit magnétique (empilage de tôles en fer doux).

Les applications aujourd’hui connue sont certains chargeurs pour des téléphones mobiles par exemple ou les plaques de cuissons.

En 2006, à champ proche, et l’utilisation de « résonateurs couplés ».

 

 

Ils démontrent que lors de l’émission d’ondes électromagnétiques avec un guide d’onde à grand angle, des ondes évanescentes sont produites sans transporter d’énergie. Si un guide d’onde résonnant est placé près de l’émetteur, les ondes évanescentes peuvent transmettre de l’énergie par un effet similaire à l’effet tunnel, le couplage des ondes évanescentes.

L’énergie canalisée peut ainsi être transformée en énergie électrique continue au niveau du récepteur, et elle ne serait pas dissipée ou absorbée par l’environnement du système.

Le 7 juin 2007 un prototype est réalisé, et permet d’alimenter une lampe (ampoule) de 60 watts à une distance de 2 mètres, avec un rendement de 40 %.

 

 

La start-up WiTricity fondé par Marin Soljačić présente, lors de la conférence TED, la possibilité d’allumer une télévision qui n’est pas branchée, mais aussi de recharger des téléphones sans aucuns fils électriques.

 




 

 




 

Les applications :

– Smartphones.
– Téléviseurs (écran qui se fixe au mur sans câble disgracieux).
– Ordinateurs.
– L’industrie automobile (une simple place de parking équipée au sol d’une base de recharge).

Toyota s’est ainsi associé dès 2011 avec WiTricity pour le développement d’une technologie de recharge de voitures électriques, tandis que Qualcomm s’est associé à Renault pour installer une cinquantaine de points de recharge dans des parkings de Londres (Angleterre). En 2012, une BMW électrique a montré qu’elle pouvait parcourir 225 km, entre le Massachusetts et le Connecticut, en ne s’arrêtant que trois fois sur des aires de rechargement sans fil de WiTricity.

 




 

Un projet semblable est en cours d’élaboration à Braunschweig (Allemagne) : les bus municipaux sont équipés de batterie et, à chaque arrêt, ils sont rechargés par une borne enterrée le temps que les passagers montent et descendent.

Suivant ce concept, une “autoroute électrique” est à l’étude aux Pays-Bas afin de permettre aux voitures de se recharger en roulant.

Les ultrasons :

Un émetteur branché au secteur, transforme l’électricité en ultrasons. Le récepteur est un film collé à un smartphone, réalise l’opération inverse grâce aux vibrations qui créent de l’électricité (via un matériau «piézoélectrique»).

L’onde sonore peut traverser une barrière comme un sac ou une poche de pantalon, ce qui permet un chargement perpétuel. En revanche, elle ne peut pas franchir pas un mur. Il faut donc un émetteur dans chaque pièce.

La start-up américaine uBeam qui vient de dévoiler (août 2014) son premier prototype permettant de recharger n’importe quel appareil à distance.

 

 

 




 

Conclusion :

Le troisième sommet mondial “Wireless Power World” 2014 va se tenir au Crowne Plaza de Shanghai en Chine les 26 et 27 août.

La conférence réunira les fabricants, les professionnelles de l’industrie, les fournisseurs, ainsi que les investisseurs potentiels pour partager les derniers développements et mettre au point de nouveaux projets utilisant les technologies sans fils.

Les fils électriques vont-ils disparaitre dans ces 20 prochaines années ?