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Smart multi-source Energy Scavenger for Autonomous Microsystems (SESAM)

Projet financé par l'ANR, programmation 2008 "ARPEGE". Durée du projet: 2009-2012"

Présentation du projet

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Le progrès rapide qu'a connu le domaine de la microélectronique a marqué une nouvelle tendance vers une intégration généralisée des systèmes. Cette évolution a fait apparaître des réseaux de capteurs autonomes et communicants qui sont appelés à transformer en profondeur notre environnement technologique. Les domaines sont aussi divers que le médical, l'automobile, le sport, l'aéronautique, le bâtiment ou la domotique.

Le projet SESAM propose de travailler sur la brique essentielle des capteurs autonomes et communicants: l'autonomie énergétique. Pour atteindre cet objectif, nous devons développer un microsystème de récupération et de management de l'énergie ambiante. Ce générateur d'énergie doit être adaptable, reconfigurable et robuste vis-à-vis des variations des conditions de l'environnement. Cela impose donc de s'appuyer sur des sources d'énergie multiples et d'être conscient des variations de l'environnement et de l'énergie disponible. D'un côté, les sources de récupérations d'énergie sont particulièrement instables et versatiles et dépendent des fluctuations de l'environnement : éclairement, gradient de température, fréquences et amplitudes des vibrations… De plus ces sources fournissent peu de puissance. D'un autre coté, les circuits et les capteurs à alimenter ont besoins pour fonctionner de tensions stabilisées, faible bruit et plutôt faible impédance, tout en présentant des impédances variables dans le temps.

Le problème technique adressé par le projet se résume comme suit : comment optimiser, en termes de rendement et en temps réel, la récupération, l'utilisation et le stockage de l'énergie en fonction des besoins énergétiques de l'application et du niveau de l'énergie disponible dans le système. Le projet consiste donc à concevoir et à mettre au point un système composé de :
  • plusieurs sources d'énergie de natures différentes (vibratoire, thermique, solaire, electromagnétique, batterie rechargeable) et implémentées dans des technologies différentes
  • une unité électronique de gestion de l’énergie jouant le rôle d'interface entre les sources, la charge et la batterie.
Le projet regroupe 3 partenaires académiques (l’ESIEE, le LIP6 et l’UJF) + le CEA-LETI. Ce consortium associe des compétences complémentaires dans le domaine de la conception et la fabrication de dispositif micromécaniques (MEMS, Micro Electromechanical Systems), de la conception de circuits intégrés ultra-basse consommation et du développement de plateformes de simulation.