Une remarquable technologie de lumière infrarouge pourrait envoyer de l’énergie sans fil sur près de 30 mètres

Nous sommes peut-être trop près de pouvoir recharger sans fil nos appareils mobiles n’importe où.

Chargement par infrarouge – optica.org

Des chercheurs de l’université de Sejong ont mis au point un nouveau système permettant de transmettre de la puissance sur 30 mètres en utilisant la lumière infrarouge sans fil.

Lors de tests en laboratoire, les chercheurs ont démontré que le nouveau système pouvait transférer une puissance lumineuse de 400 mW. Pour l’instant, cette quantité de puissance est suffisante pour charger des capteurs ; toutefois, de nouveaux progrès pourraient permettre d’atteindre des niveaux suffisamment élevés pour charger des téléphones portables dans divers lieux publics.

Les recherches ont été publiées dans Optics Express.

“La possibilité d’alimenter des appareils sans fil pourrait éliminer la nécessité de transporter des câbles d’alimentation pour nos téléphones ou nos tablettes”, a déclaré le chef de l’équipe de recherche, Jinyong Ha, de l’université Sejong en Corée du Sud. “Cela pourrait également alimenter divers capteurs, comme ceux des appareils de l’Internet des objets (IoT) et les capteurs utilisés pour surveiller les processus dans les usines de fabrication.”

Jusqu’à présent, quelques méthodes ont été étudiées pour transférer de l’énergie sur de longues distances sans fil ; cependant, il n’était pas si facile d’envoyer suffisamment d’énergie de manière sûre. Les chercheurs ont donc travaillé sur une nouvelle méthode appelée charge laser distribuée. D’après le communiqué de presse, cette méthode permet d’obtenir un éclairage sûr à haute puissance avec moins de perte de lumière.

La charge laser distribuée fonctionne presque comme les lasers traditionnels ; toutefois, les composants optiques de la cavité laser ne sont pas intégrés dans un seul dispositif mais sont séparés en un émetteur et un récepteur.

Lorsque deux d’entre eux sont en ligne de mire, une cavité laser est créée entre l’émetteur et le récepteur par voie aérienne. Cela permet au système de délivrer une puissance basée sur la lumière. Lorsqu’une barrière coupe la ligne de vue de l’émetteur et du récepteur, le système passe en mode de sécurité et maintient une alimentation électrique sans danger dans l’air.

Lors de la mise au point du nouveau système, les chercheurs ont utilisé une source d’énergie optique à amplificateur à fibre dopée à l’erbium avec une longueur d’onde centrale de 1550 nm. Cette longueur d’onde est inoffensive pour les yeux ou la peau humaine à la puissance utilisée, car elle se situe à un point sûr du spectre.

“Alors que la plupart des autres approches exigent que le dispositif de réception soit dans un berceau de charge spécial ou qu’il soit stationnaire, la charge laser distribuée permet un auto-alignement sans processus de suivi tant que l’émetteur et le récepteur sont dans la ligne de vue l’un de l’autre”, a déclaré Ha. “Elle passe également automatiquement à un mode de fourniture de faible puissance sécurisé si un objet ou une personne bloque la ligne de vue.”

Au laboratoire

Les chercheurs ont placé un émetteur et un récepteur à 30 mètres l’un de l’autre pour voir comment le système fonctionne. L’émetteur était constitué de la source optique de l’amplificateur à fibre dopée à l’erbium. Parallèlement, le récepteur était constitué d’un rétroréflecteur, d’une cellule photovoltaïque convertissant le signal optique en énergie électrique, et d’une LED capable de s’allumer pendant que l’énergie est délivrée. Le récepteur de 10 millimètres sur 10 est suffisamment petit pour être intégré dans des dispositifs.

Les résultats ont révélé qu’un système de transfert d’énergie optique sans fil à canal unique pouvait créer une puissance optique de 400 mW avec une largeur de ligne de canal de 1 nm sur une distance de 30 mètres.

“L’utilisation du système de charge laser pour remplacer les cordons d’alimentation dans les usines pourrait permettre d’économiser sur les coûts de maintenance et de remplacement”, a déclaré Ha. “Cela pourrait être particulièrement utile dans les environnements difficiles où les connexions électriques peuvent causer des interférences ou présenter un risque d’incendie.”

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Source : Interesting Engineering – Traduit par Anguille sous roche