Design and preparation of a micro-harvesting device made of hybrid SMA/Piezoelectric polymer composite

La recuperation d'energie a petite echelle pour alimenter les appareils electroniques autoalimentes se developpe considerablement. A cet egard, la possibilite de combiner la recolte thermique et mecanique a l'aide de materiaux intelligents fait l'objet d'une plus grande attention. Nous avons presente la faisabilite de l'utilisation d'un polymere piezoelectrique P(VDF-TrFE) couple a un alliage a memoire de forme (AMF) NiTi pour recolter a la fois l'energie mecanique et thermique dans des dispositifs evolutifs simples. Un composite multicouche AMF-P(VDF-TrFE) a ete elabore et a demontre ses performances electro-thermo-mecaniques. Nous avons concu un banc experimental pour effectuer la caracterisation electro-thermomecanique du composite, permettant de mesurer la reponse piezoelectrique lorsqu'il est soumis a un chauffage et un refroidissement periodique. De plus, nous avons realise l'analyse par elements finis du composite AMF/Piezoelectrique et simule les principales proprietes du SMA telles que le comportement super-elastique, l'effet de memoire de forme unidirectionnel et l'effet de memoire de forme bidirectionnel, pour finalement identifier le comportement electro-thermomecanique effectif global du composite AMF-polymere piezoelectrique. Enfin, afin de recolter efficacement la charge electrique generee a partir du film P(VDF-TrFE), nous avons etudie et compare deux types de convertisseurs elevateurs integres, et determine les conditions pour une collecte d’energie effective. Ces resultats sont prometteurs et montrent la faisabilite de ce composite multicouche pour alimenter de maniere autonome de petits appareils electroniques tels que des capteurs sans fil, des MEMS et des dispositifs biomedicaux.