Le transfert d'énergie sans contact.

Qu'est-ce que le transfert d'énergie sans contact ?

Un des moteurs de l'essor des télécommunications réside dans la possibilité de transmettre de l'information à distance sans support physique. Les progrès des composants électroniques de puissance permettent la réalisation économique des systèmes assurant le transfert d'énergie sans contact, par induction. Après l'information, c'est ainsi le tour de l'énergie d'entrer dans l'ère du «sans fil». Une transmission d'information peut, en plus, s'additionner aux signaux de puissance.

Grâce aux systèmes par induction, l'énergie peut franchir des espaces libres de natures très diverses: air, paroi, isolation ou étanchéité. Elle peut être transmise de manière statique ou suivre des objets en mouvement (véhicule, plateau d'usinage, cage d'ascenseur, ...).

Domaines d'application.
Les domaines dans lesquels l'énergie (et/ou l'information) peut être transférée sans fil ou sans contact appartiennent entre autres aux secteurs suivants:

• Transports et loisirs: véhicules électriques, tramways, trolleys, desserte de terminaux d'aéroports, petits trains touristiques, parcs d'attraction - montagnes russes d'une nouvelle génération ;
• Systèmes de manutention: chaînes de production, convoyage de marchandises, ...
• Machines-outils: alimentation de tables ou de supports d'outils mobiles en rotation ou en translation;
• Ascenseurs: alimentation et information de la cage;
• Moteurs électriques: remplacement du collecteur, excitation;
• Systèmes de sécurité: chambre d'enfant, systèmes étanches, alimentation à distance;
• Commerce et industrie: ateliers mobiles, marchés et supermarchés modulables;
• Restauration: chauffage à table des plats, cuisinière à induction;
• Médecine: alimentation d'appareils, d'organes artificiels ou de systèmes de traitement actifs à l'intérieur du corps humain;
• Domotique: fer à repasser, bouilloire, éclairage sans fils et sans position préétablie.

Réalisations.
On trouve actuellement les réalisations suivantes issues des développements de Swissmetro en matière de transfert d'énergie sans contact :

• Le système de transport urbain Serpentine automatique avec ses fonctions de transfert d'énergie sans contact, de guidage latéral et de positionnement longitudinal assurés par induction ;
• Un dispositif linéaire d'alimentation de chariot d'outils dans un grand centre d'usinage comprenant un parc de machines important desservi par un seul magasin d'outils et d'accessoires.
• Le transport des outils sur une distance de plusieurs dizaines de mètres est assuré par un chariot alimenté sans contact. Ce dispositif permet également le positionnement longitudinal du chariot en vue des arrêts en face des porte-outils de machines.

Apports de Swissmetro.
Les travaux de développement de Swissmetro ont permis de mettre en place toute une série de moyens d'appréhender le caractère complexe et pluriel des systèmes de transfert d'énergie par induction et de les développer. Parmi ces outils, on peut citer différentes modélisations qui, associées à un logiciel d'aide au dimensionnement, permettent de disposer rapidement d'informations quant à la structure du transformateur linéaire. Les développements réalisés dans le cadre de Swissmetro ont également constitué une forme de substrat pour le développement d'autres applications industrielles ou de loisirs en cours d'élaboration.

Avantages techniques et économiques des systèmes sans contact.
Les multiples aptitudes des dispositifs sans contact s'expriment en termes de vitesse, entretien, simplicité, légèreté, contraintes mécaniques, flexibilité, invisibilité, encombrement et impact.
A titre d'exemple, on citera: les capacités à réduire drastiquement les câblages et leurs manutention (systèmes mobiles), la limitation de l'usure et de l'entretien, la réduction du problème des batteries, la suppression de systèmes visibles, coûteux et encombrants, le franchissement d'étanchéités, la combinaison énergie-information.

Nicolas Macabrey