Soutenance de thèse 19/09/2023 - Malek TEIB - Conception de solution innovante pour objets connectés portables et auto-alimentés

Annonce de soutenance de thèse

Mrs. Malek TEIB  
(Sciences pour l'ingénieur : spécialité Micro et Nanoélectronique)
Soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés

Conception de solution innovante pour objets connectés portables et auto-alimentés
dirigés par  Edith KUSSENER (IM2NP) et Alexandre MALHERBE (STMicroelectronics)

le jeudi 19 septembre 2023 à 10h - Amphi Orange - Campus de Polytech - Technopôle de Château-Gombert
 

Résumé
L’évolution des technologies de l’Internet des objets (IoT) ainsi que la popularité croissante des appareils connectes ont donné naissance à un nouveau type d’application assurant des services personnels et quotidiens proposés par des objets connectés et portables sur soi (wearables). L’avènement de ce type de technologie pousse au développement de systèmes a très basse consommation d’énergie. D’une autre part, l’utilisation des batteries dans ce type de système présente plusieurs limitations en termes de taille, d’usage et de fiabilité. Notamment, la forme encombrante des batteries, la nécessite de les recharger périodiquement, leur durée de vie limitée ainsi que leur cycle de vie non écologique. Avoir un système de petite taille, fonctionnant à basse

tension avec une faible consommation d’énergie suggère une alimentation employant des sources d’énergie ambiante. La technologie de récupération d’énergie ambiante (energy harvesting) offre une opportunité prometteuse pour les objets portables auto-alimentés. L’intégration de ces solutions sur le même support en silicium constitue un véritable défi technologique et technique.

Ce travail consiste à concevoir et développer une solution innovante pour les objets portables passifs et auto-alimentes (PWSO), démontrant ainsi la faisabilité de notre système.

Afin de réaliser ces objectifs, une approche top-down a été adoptée. Une synthèse des sources de récupération d’énergie compatibles avec les objets portables sur soi, associée à l’étude des différents types de convertisseurs d’énergie a permis l’élaboration d’une architecture de système a multi-sources de récolte d’énergie, combinant deux sources différentes, une source DC et une source AC. La modélisation et la simulation de la solution proposée au niveau système, en utilisant MATLAB/Simulink, a permis de vérifier le comportement du l’architecture et d’identifier les équations permettant de concevoir ses blocs et les facteurs clés associés. Finalement, le système proposé a été implémenté au niveau circuit utilisant une technologie CMOS 40 nm de STMicroelectronics. Cette étude a permis d’évaluer la gestion de l’alimentation et la consommation d’énergie du système, ainsi que d’identifier ses

limitations, ses faiblesses et ses forces. Notre solution de système a multi-sources de récupération d’énergie pour les objets portables sur soi offre une alternative prometteuse pour éviter d’avoir une batterie ou un composant préchargé, ouvrant ainsi de nouvelles perspectives et opportunités pour la technologie portable. 

Mots-clés
Récupération d’énergie, énergie ambiante, multi-sources, objets connectés, wearables, auto-alimentation, éco-responsable, convertisseurs d’énergie.

Composition du jury :

- Président du jury:  Sylvain BLAYAC , Ecole des Mines de Saint-Etienne , France

- Rapporteur :  Andreas KAISER , IEMN, CNRS, Lille, France
- Rapporteur :  Luc HEBRARD , ICUBE, Université de Strasbourg, France
- Examinateur : Fayrouz HADDAD , IM2NP, Aix-MARSEILLE Université, France

- Examinateur : Alain BRAVAIX , IM2NP , ISEN Toulon, France
- Directeur de thèse :  Edith KUSSENER , IM2NP, ISBA TP, France
- Encadrant industriel :  Alexandre MALHERBE , STMicroelectronics, Rousset, France