INSTITUT POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE ... - Laboratoire TIMA

TABLE DES FIGURESviii3.12 Résultats de l’analyse transitoire du modèle structurel à fort couplage du microgénérateurpiézoélectrique : tension de sortie en fonction du temps sur une résistance de24 kΩ et une accélération de 1 g d’amplitude et de 120 Hz de fréquence . . . . . . . . 533.13 Structure à trois dimensions du microgénérateur piézoélectrique et notations utiliséesdans le modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543.14 Illustration des différentes positions des couches de la poutre selon l’axe z et l’axeauxiliaire a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583.15 Comparaison entre la puissance de sortie du microgénérateur résultant de la simulationdu modèle VHDL-AMS et celle des calculs faits avec le logiciel MAPLE . . . . 603.16 Evolution de la tension et de la puissance de sortie du microgénérateur avec commeexcitation une accélération d’amplitude 0,4 g et une fréquence de résonance de 720 Hzet une charge résistive de 500 kΩ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613.17 Impact du matériau piézoélectrique : puissance de sortie des microgénérateurs utilisantles deux types de matériaux (AlN et PZT) en fonction de la fréquence pour uneaccélération de 0,4 g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 623.18 Maximum de puissance récoltée et fréquence de résonance en fonction de la chargeélectrique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 633.19 Influence de la hauteur de l’électrode supérieure sur le maximum de puissance généréeet sur la fréquence de résonance pour la structure basée sur l’AlN . . . . . . . . . . . 643.20 Influence de l’amortissement visqueux sur la puissance maximale générée par la structureà base d’AlN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643.21 Influence de l’amortissement diélectrique sur le maximum de puisssnace généré parla structure à base d’AlN (les amortissements visqueux et structuraux étant fixés à 1%) 653.22 Influence du facteur de qualité mécanique du matériau sur le maximum de puissancegénérée par la structure à base d’AlN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653.23 Image MEB du microgénérateur piézoélectrique à base d’AlN . . . . . . . . . . . . . . 673.24 Tension et puissance de sortie en fonction de l’amplitude de l’accélération en entrée(comparaison entre résultats de simulation et résultats expérimentaux) . . . . . . . . 683.25 Dispersion en fréquence de résonance de la structure basée sur l’AlN, dûe aux fluctuationsdu procédé de fabrication (résultats de l’analyse Monte-Carlo) . . . . . . . . 694.1 Fonctionnement d’une pile à combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744.2 Structure interne des supercondensateurs à couche double électrique . . . . . . . . . 744.3 Plan de Ragone : comparaison entre les densités d’énergie et les densités de puissancedes systèmes de stockage d’énergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764.4 Schéma de principe de la décharge d’une pile lithium-chlorure de thionyle[6] . . . . . 774.5 Phénomène de récupération de charge par diffusion dans une batterie [7] . . . . . . . 794.6 Comparaison entre les différentes densités d’énergie de batteries selon la technologieutilisée [8] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814.7 Capacité maximale de la batterie et son cycle de vie en fonction de sa tension pourune batterie Li-Ion [7] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83