Développement de structures piézoélectrique

L’énergie est au cœur des préoccupations internationales. L’économie fait face à un challenge majeur, à savoir : concilier les besoins croissants en énergie tout en limitant l’impact environnemental. Des solutions existent déjà à l’échelle d’un pays ou d’une ville. Mais avec le développement de l’internet des objets (IoT) consistant à connecter Internet à des objets de la vie courante aussi divers que des smartphones, des ordinateurs portables ou tout autre dispositif de microélectronique, des sources d’énergie alternatives doivent être considérées afin de réduire les problèmes liés à l’utilisation des batteries. Ces dernières ont en effet un impact sur l’environnement de leur phase de conception à leur recyclage. Elles ont également un impact sur le design et l’utilisation des objets auxquels elles sont associées. La sécurité liée à leur usage, leur masse, leur durée de vie, leur maintenance sont autant d’éléments qui poussent au développement de systèmes auto-alimentés par l’utilisation de sources d’énergie alternatives. Un des objectifs est donc de collecter l’énergie ambiante dissipée pour alimenter des capteurs, des actionneurs, etc. en limitant l’utilisation de batteries et de connexion au réseau électrique.

Parmi les dispositifs électroniques portables situés à proximité du corps  et employés pour fournir des services avancés tels que la mesure de différents signaux (fréquence cardiaque, température, etc.), bon nombre d’entre eux peuvent être plus ou moins intégrés dans des structures textiles pour développer des textiles intelligents à forte valeur ajoutée. Ces systèmes sont amenés à apporter de réels bénéfices dans de nombreuses applications liées au secteur militaire, de la protection individuelle, du sport, du bien-être ou de la santé. Le projet AUTONOTEX, soutenu par BPI France, a été mené avec pour ambition, d’industrialiser et de lancer sur le marché le premier textile connecté et autonome énergétiquement, destiné à la fabrication de draps médicaux monitorant les patients et de sous-vêtements professionnels pour les militaires et les pompiers. Dans ce cadre, le laboratoire GEMTEX s’est focalisé sur le développement de structures textiles piézoélectriques à base de PVDF. Deux approches, une à l’échelle du filament (microscopique) et la seconde à l’échelle de l’étoffe (macroscopique), ont été étudiées. L’impact des constituants, des conditions de mises en œuvre, des transformations ultérieures (polarisation) ont fait l’objet d’investigations. Des méthodes de caractérisations spécifiques au textile ont également été mises au point. Des premiers prototypes permettant une récupération d’énergie lors d’essais en laboratoire ont été mis au point et évalués