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Conference papers

Modélisation électrique d'une pile microbienne sédimentaire et extraction de son énergie par un flyback en mode discontinue

Résumé : La récupération d'énergie ambiante est une solution efficace et respectueuse de l'écosystème pour alimenter de manière autonome des noeuds de capteurs, promouvant ainsi leur déploiement dans différents environnements. La pile microbienne benthique (SMFC) est un système récupérant l'énergie de la biomasse sédimentaire à l'aide du métabolisme électro-actif des bactéries présentes naturellement dans le milieu. Un prototype a été conçu en laboratoire et modélisé électriquement. Bien que prometteuse comme source d'énergie long terme pour des capteurs marins, ses niveaux de puissance (autour de 100µW) et de tension (0,6V en circuit ouvert) nous engage à mener une réflexion sur la conception de son interface électronique de récupération. Cette étape est cruciale pour extraire le maximum d'énergie et élever sa tension au minimum requis par le capteur (quelques volts). Afin de contrôler l'impédance d'entrée et le gain en tension indépendamment, cet article présente un convertisseur flyback en mode de conduction discontinue. A l'aide d'un modèle complet du flyback validé expérimentalement, nous avons étudié l'origine de chaque perte afin de parvenir à un compromis nous permettant de concevoir efficacement un flyback, pour des transferts de puissance n'excédant pas la centaine de µW. Nous avons ainsi pu mettre en évidence la prédominance des pertes dues à l'hystérésis du matériau magnétique utilisé pour les inductances couplées ainsi que celles engendrées par la commande du commutateur. En suivant cette méthode, nous avons pu concevoir un prototype optimisé atteignant 71% de rendement pour une source d'énergie délivrant 90µW.
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https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01348478
Contributor : Gael Pillonnet <>
Submitted on : Sunday, July 24, 2016 - 4:42:39 PM
Last modification on : Tuesday, September 1, 2020 - 2:44:23 PM

File

Papier SGE final.pdf
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Identifiers

  • HAL Id : hal-01348478, version 1

Citation

Armande Capitaine, Gaël Pillonnet, T Chailloux, Firas Khaled, Olivier Ondel, et al.. Modélisation électrique d'une pile microbienne sédimentaire et extraction de son énergie par un flyback en mode discontinue. Symposium de Génie Electrique (SGE'16), Jun 2016, Grenoble, France. ⟨hal-01348478⟩

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