INSTITUT POLYTECHNIQUE DE GRENOBLE ... - Laboratoire TIMA

CHAPITRE 1. INTRODUCTION GÉNÉRALE ET CONTEXTEfourni. A la fin de ce chapitre, nous aurons fourni des modèles génériques paramétrables présentantune bonne précision pour les modèles les plus raffinés et des temps de simulation très courts pourles plus abstraits. De plus, nous allons démontrer comment un concepteur mécanique peut gagnerun temps précieux en optimisant sa structure. Pour ceci, une analyse statistique sera effectuée pourprédire l’impact des fluctuations du procédé de fabrication sur les fréquences de résonance des structuresconsidérées et des tensions générées. Enfin, une dernière validation du modèle le plus précissera fournie grâce à une comparaison avec les résultats expérimentaux.L’objectif du troisième chapitre est la modélisation d’un système de stockage d’énergie. Pourceci, nous commencerons par faire un bilan des différentes méthodes existantes pour enfin figer notrechoix sur les accumulateurs électrochimiques. Ensuite, nous justifierons le choix d’une batterie Li-Ionparmi d’autres technologies. Enfin, nous fournirons un modèle électrique équivalent écrit en VHDL-AMS de la dite batterie. Le choix de ce modèle sera justifié parmi les autres modèles existant dansla littérature. Ensuite, des détails techniques sur la méthode de l’implémentation en VHDL-AMSdes différents blocs seront fournis. En effet, nous aurons insisté dans le chapitre précédentsur l’approche de modélisation multi-niveaux et ce en fournissant une bibliothèque demodèles à différents niveaux d’abstraction de générateurs piézoélectriques. Par contre,dans ce chapitre, l’idée essentielle est de donner au lecteur, qui serait convaincu parcette méthodologie, les clefs techniques pour implémenter en VHDL-AMS un modèlenon linéaire quelque soit le domaine de la physique abordé. C’est pour cette raison quenous ne fournirons qu’un seul modèle. En fin de chapitre, différents tests mettront à l’épreuve cemodèle comme l’étude de la charge et la décharge de la batterie aussi bien sous un profil de courantconstant que sous un train d’impulsions et l’influence de la température sur la durée de vie decelle-ci.Le quatrième chapitre sera quant à lui dédié à la modélisation du circuit de gestion de l’énergie.Ainsi, après avoir étudié un système électromécanique au second chapitre et un système électrochimiqueau troisième, nous nous appliquerons au quatrième chapitre à fournir une bibliothèque demodèles purement électriques. Contrairement aux chapitres précédents, nous n’utiliserons pas seulementdes modèles VHDL-AMS mais aussi des modèles SPICE. Le choix d’un langage par rapport àl’autre sera justifié et démontré par des bibliothèques de modèles de convertisseurs alternatif-continuet continu-continu pour des modèles discrets ou adaptés à des microsystèmes.Enfin, le dernier chapitre aura pour vocation de donner un aperçu des possibilités offertes auconcepteur système de fournir rapidement un vecteur de test global qui instancie les modèles génériqueset paramétrables disponibles dans sa bibliothèque. Nous allons aussi fournir un scénariode fonctionnement d’un nœud de réseau de capteurs sans fil extensible à d’autres WSNs. Nousconclurons ce manuscrit par la synthèse des différents résultats obtenus et des perspectives pouvantguider des travaux de recherches ultérieurs.Par ailleurs, nous nous excusons pour l’utilisation des mots ou acronymes en anglais ou extraits del’anglais plutôt que de la langue française (WSN, paquetage, instancier, déboguer...). Cet anglicismeest un jargon du métier très utilisé dans la littérature. Notons toutefois qu’un glossaire a été ajoutéafin de faciliter la lecture. Les acronymes seront donc explicités seulement lors de leur premièreapparition dans le texte.3