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17/11/2017 - Rony IBRAHIM

par Laurent Krähenbühl - publié le , mis à jour le

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Rony IBRAHIM soutient sa thèse le 17/11/2017 - 13h30 - salle de conférences du H9 - Ecole Centrale de Lyon
Date, horaire et lieu en attente de confirmation. Ce travail a été réalisé en co-tutelle : le jury sera en partie présent physiquement, en partie en visio-conférence. Le candidat sera "distant".

Titre :
Focalisation des ondes électromagnétiques pour la transmission d’énergie sans fil

Jury :

  • Directeurs de thèse : Youssef Zaatar (Université Libanaise), Bruno Allard (Ampère)
  • Rapporteurs : Sobhi Abou Chahine (Beirut Arab University), Eric Labouré (Paris Sud - Orsay)
  • Examinateurs  : Sawssan Sadek (Université Libanaise), Pascal Larzabal (Paris Sud - Orsay),
  • Encadrement, hors jury : Arnaud Bréard, Julien Huillery, Christian Vollaire, Damien Voyer (Ampère)

Résumé :
L’alimentation d’un dispositif électronique sans fil élimine la nécessité d’y incorporer une batterie, ce qui permet de réduire sa taille et son coût et d’augmenter sa durée de vie. La plupart des développements récents concernant l’alimentation de systèmes électroniques sans fil se concentre sur des stratégies de récupération de l’énergie électromagnétique émise par des systèmes sans fil tels que les réseaux WiFi. Cependant, la nature intermittente et imprévisible de ces sources ambiantes rend la récupération d’énergie critique pour certaines applications. Dans ce contexte, la transmission intentionnelle d’énergie sans fil grâce aux micro-ondes permet le réveil à distance et l’alimentation durable des dispositifs électroniques se trouvant dans une myriade d’applications omniprésentes dans un mode de vie en évolution constante. Les travaux présentés dans cette thèse s’inscrivent dans cette thématique de Transmission d’Énergie Sans Fil (TESF) dans les milieux intérieurs.
Dans les scénarios où l’énergie est transmise volontairement via une ou plusieurs antennes émettrices, l’utilisation d’ondes continues n’est pas nécessairement la stratégie la plus efficace en termes de rendement énergétique. L’objectif est de réaliser un système complet de TESF utilisant une stratégie de focalisation des ondes électromagnétiques (EM) sur le récepteur afin d’augmenter le rendement du transfert énergétique global. Les études présentées dans cette thèse montrent que la technique du Retournement Temporel (RT) se trouve être optimale pour la focalisation des ondes EM. Sa mise en œuvre s’effectue en deux phases. Dans une première phase dite phase d’apprentissage, une impulsion de faible énergie est transmise par une première antenne émettrice. L’antenne réceptrice enregistre alors un signal constitué d’une succession d’impulsions retardées, plus ou moins atténuées, et liées aux réflexions dans le milieu. Dans une deuxième phase, appelée phase de focalisation, le signal de haute énergie construit à partir du retournement temporel du signal précédemment enregistré est transmis par l’une des antennes. Il en résulte que le signal retourné temporellement se focalise spatio-temporellement sur l’antenne réceptrice sous la forme d’une onde pulsée (PW). Au regard des résultats obtenus au cours de cette thèse, cette propriété s’avère particulièrement intéressante et exploitable pour la TESF.
Au niveau du système électronique à alimenter, une rectenna (antenne + redresseur) est utilisée afin de capter et convertir les PW reçues en tension continue. Au cours de cette thèse, une nouvelle rectenna à base de diodes Schottky avec une architecture en doubleur de courant a été conçue, développée et optimisée afin de garantir des performances optimales de conversion AC/DC. Des mesures expérimentales réalisées démontrent un fonctionnement performant prédit par la procédure de conception. De plus, les performances obtenues se distinguant parfaitement vis-à-vis de résultats recensés dans l’état de l’art, cette nouvelle rectenna constitue la seconde contribution de la thèse.

Mots-clés

Transmission d’énergie sans fil, Retournement temporel, Focalisation des ondes électromagnétiques, Onde pulsée, Réveil à distance, Rectenna, Conversion AC/DC, Circuit doubleur de courant.


Publications

https://hal.archives-ouvertes.fr/AMPERE/search/index/q/%2A/authFullName_s/Rony+Ibrahim/