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Conversion des vibrations en électricité
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Le professeur UENO Toshiyuki de l'Université de Kanazawa a conçu un générateur de petite taille qui produit de l'électricité à partir de vibrations. Selon le chercheur, sa densité de puissance, de 22 mW/cm3, est vingt fois supérieure à celle des générateurs de ce type développés jusqu'à présent.
Le principe de fonctionnement du dispositif repose sur la propriété de magnétostriction inverse. La magnétostriction est la capacité d'un matériau à se déformer sous l'effet de la variation d'un champ magnétique. Inversement, une déformation du matériau modifie sa susceptibilité magnétique (c'est-à-dire capacité à s'aimanter) et donc le champ magnétique dans lequel il se trouve. Le professeur UENO utilise du galfenol, un alliage de fer et de gallium développé par la marine américaine pour améliorer la sensibilité des sonars, et qui possède cette propriété.
L'appareil développé par le chercheur mesure 2 mm x 3 mm x 12 mm. Il est constitué d'un aimant et de deux bâtonnets parallèles de galfenol, autour desquels est enroulée une bobine de fil conducteur. Une extrémité des deux bâtonnets est fixe, l'autre est attachée à un poids mobile. Lorsque le poids oscille, il exerce alternativement une pression sur un des bâtonnets et une tension sur l'autre, entraînant leur déformation. La variation du champ magnétique qui en résulte induit un courant électrique dans la bobine. Dans les conditions de l'expérience, le professeur a ainsi réussi à obtenir une puissance maximale de 1,56 mW pour une fréquence de vibration de 357 Hz.
Le professeur a choisi d'utiliser le galfenol, une première pour ce genre d'application, du fait de sa ductilité, qui le rend facile à usiner. De plus, sa température de Curie (température au-delà de laquelle il perd son aimantation spontanée) élevée (700°C) permet un fonctionnement dans un grand intervalle de température (-200°C à +200°C). Le dispositif peut donc être utilisé dans des environnements qui subissent de fortes variations de température. Il est ainsi envisageable de l'utiliser par exemple pour alimenter les capteurs de pression à l'intérieur des pneus.
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