Axes de recherche

Les matériaux piézoélectriques utilisés dans le projet N-air-J ont la propriété de produire de l'électricité lorsqu'ils sont soumis à une contrainte (ici, la force du vent).
L'axe 1 du projet concerne le développement de la chimie du matériaux afin d'améliorer ses propriétés intrinsèques qui permettront d'augmenter le rendement énergétique. En choisissant la bonne proportion d'atomes dans la molécule constituant le cœur du micro-générateur, ce dernier sera plus sensible à l'effet du vent et produira donc plus d'électricité.
La technique de fabrication du micro-générateur est basée sur un procédé par voie chimique qui ne nécessite pas d'installation lourde et qui pourra donc être facilement transférable vers l'industrie.
Le matériau actif du micro-générateur présente des dimensions centimétriques en surface (pour avoir une bonne prise au vent) et micrométrique en épaisseur, ce qui le rendra très léger, souple, et nécessitera donc peu de matière première ce qui le rendra très attractif en terme de coût de production.

Parallèlement au développement de la chimie du matériau actif, la géométrie globale du micro-générateur est étudiée dans l'axe 2.
Suivant la forme finale du dispositif, sa prise au vent ainsi que sa fréquence de vibration vont être optimisées, ce qui permettra d'augmenter le courant électrique produit.

Le micro-générateur, soumis à l'action du vent, va osciller et ainsi produire du courant alternatif, comme sur le réseau électrique. Afin de pouvoir être stockée ou utilisée dans des dispositifs autonomes, cette énergie alternative va être "redressée" de manière à obtenir du courant continu.
Dans cet axe de recherche, le but est d'adosser au matériau piézoélectrique un circuit électronique qui permet de multiplier par 10 le rendement énergétique que pourrait atteindre le matériau seul. Cette technique, développée par le LGEF et déjà utilisée dans d'autres dispositifs de récupération d'énergie, va être dimensionnée de manière à pouvoir s'adapter aux micro-générateurs qui seront réalisés dans ce projet.

Pour produire de l'électricité, le micro-générateur, sous forme de brin d'épaisseur micrométrique et de surface centimétrique, va être déformé par le vent. Afin de mieux comprendre les contraintes subies (et par conséquent d'appréhender les rendements énergétiques qui en découlent) par ce type de structure, les études menées dans cet axe vont, dans un premier temps, porter sur la modélisation du comportement des matériaux utilisés dans un  micro-générateur unique, puis sur celle d'un réseau constitué de plusieurs micro-générateurs.
Ces études vont également permettre d'estimer la durée de vie du dispositif pour intégrer dans le coût de production le vieillissement des micro-générateurs aéroélectriques.