Dès qu’un courant circule dans un circuit, il produit une onde électromagnétique. Mais l’inverse peut également être vrai : une onde qui tape sur un circuit peut créer un courant. Ce phénomène est connu depuis longtemps et utilisé de manière industrielle dans les tags RFID passifs ou les cartes sans contact. Une antenne enroulée capte l’onde et, par induction, la transforme en un courant qui est suffisamment puissant pour traiter l’information reçue et la renvoyer.
Des chercheurs du MIT sont maintenant allés plus loin. Ils ont un créé un nouveau type de circuit capable de capter des ondes à haute fréquence, telles que les ondes Wi-Fi, et de les transformer en courant électrique. Le principal avantage de ce circuit est qu’il est totalement flexible. Selon le MIT, les circuits existants, capables de traiter des ondes haute fréquence, sont tous rigides. Inversement, les circuits flexibles actuels ne sont adaptés que pour des ondes à basse fréquence. D’où la nouveauté.
Cette flexibilité permet d’imaginer des usages nouveaux. « Et pourquoi ne pas développer des systèmes électroniques qui entourent un pont ou couvrent une autoroute entière ou les murs de notre bureau (…) ? », s’enthousiasme Tomas Palacios, professeur au MIT. « Nous avons mis au point un nouveau moyen d’alimenter les systèmes électroniques du futur – en exploitant l’énergie Wi-Fi d’une manière qui s’intègre facilement dans de vastes zones – pour apporter de l’intelligence à tous les objets qui nous entourent », ajoute-t-il.
Un semi-conducteur ultra-fin pour redresser le courant
A la base de cette innovation se trouve un composant redresseur de courant d’un nouveau type. Un redresseur de courant permet de convertir un courant alternatif en courant continu. Il est nécessaire d’en avoir un, car l’onde électromagnétique qui arrive sur une antenne est naturellement transformée en courant alternatif. Or, pour pouvoir alimenter un appareil, il faut du courant continu.
Le composant inventé par les chercheurs du MIT est réalisé à partir d’une couche de disulfure de molybdène d’une épaisseur de seulement trois atomes. Ce qui en ferait « l’un des semi-conducteurs les plus fins du monde ». Cette taille microscopique permet de faire en sorte que le disulfure de molybdène se comporte comme une voie à sens unique – une fonctionnalité essentielle pour redresser un courant alternatif. Mais aussi de gérer des signaux de haute fréquence, jusqu’à 10 GHz.
L’efficacité avec laquelle la puissance des rayons Wi-Fi peut être transformée en puissance électrique est ici de 40 %. C’est moins qu’avec les circuits rigides, qui atteignent 50 à 60 %. Par contre, le circuit flexible serait nettement moins cher, permettant un déploiement en masse. Au final, on serait donc gagnant. Au travers des expériences réalisées, les chercheurs ont pu montrer que ce circuit était capable de produire une puissance de 40 microwatts lorsqu’il était exposé à un réseau Wi-Fi typique (150 microwatts). « C’est plus qu’assez pour allumer un LED ou alimenter une puce en silicium », précise le MIT. Demain, nos habits permettront peut-être d’alimenter nos accessoires connectés, qui sait ?
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