fr.wedoany.com Rapport : Ibnu Taufan, doctorant à l’Université de Limerick (UL), étudie comment utiliser les vibrations générées par les équipements industriels pour alimenter les capteurs de l’Internet des objets, afin de réduire le gaspillage de batteries et la dépendance au réseau électrique. Cette recherche est en partie inspirée par une question de son enfance sur la longue période de construction du pont de Suramadu, le plus long pont d’Indonésie.
Lorsqu’il étudiait la physique industrielle à l’Institut Teknologi Sepuluh Nopember, un enseignant lui a expliqué le principe physique des vibrations des ponts à travers l’analyse du célèbre effondrement par résonance du pont de Tacoma, ce qui a éveillé sa passion pour l’étude des vibrations. Après avoir obtenu sa licence, il a travaillé comme ingénieur produit et développement dans une entreprise indonésienne de fabrication de pompes, se concentrant sur la surveillance de l’état des machines par signaux vibratoires et la réduction des mouvements excessifs des structures par contrôle des vibrations.
Quelques années plus tard, Taufan a eu l’opportunité de poursuivre un doctorat à l’Université de Limerick sur la récupération d’énergie vibratoire. Ce nouveau domaine ne vise pas à réduire les vibrations gênantes, mais à collecter les vibrations résiduelles dans l’environnement des machines et à les convertir en énergie électrique, afin d’alimenter durablement les capteurs de l’Internet des objets dans les applications de l’Industrie 4.0. Son sujet de thèse porte sur le développement d’un nouveau type de récupérateur d’énergie vibratoire piézoélectrique à large bande (PVEH) destiné à alimenter des capteurs pour la maintenance préventive et l’optimisation des performances.
Taufan explique que l’industrie dépend actuellement de batteries ou du réseau électrique pour alimenter les capteurs de surveillance, ce qui est coûteux et non durable dans les zones reculées. Le dispositif PVEH qu’il développe peut collecter les vibrations ambiantes des machines elles-mêmes, permettant un fonctionnement sans batterie. La valeur de cette technologie réside dans la réduction de la pollution par métaux lourds générée par la production et l’élimination des batteries, ainsi que dans l’élimination des coûts élevés liés au déploiement de réseaux électriques pour des milliers de capteurs à distance.
Taufan utilise la métaphore du « phénomène de danse » pour illustrer le principe de résonance dans ses recherches. Il compare la structure à une personne et la source de vibration externe à de la musique. Lorsque la fréquence de la vibration externe correspond à la fréquence propre de la structure, celle-ci « danse » comme une personne qui entend sa musique préférée, et cette résonance peut produire une puissance élevée. Dans ses recherches, il s’agit de concevoir un récupérateur dont la fréquence propre est similaire à la fréquence de fonctionnement de la machine, afin d’obtenir de l’énergie électrique à partir de la « danse » de la machine pour alimenter les capteurs de l’Internet des objets.
Taufan estime que la technologie de récupération d’énergie vibratoire (VEH) jouera un rôle important dans l’Industrie 4.0 à l’avenir. Les ingénieurs de maintenance n’auront plus besoin de surveiller manuellement les machines ou de remplacer les batteries des capteurs ; dans le secteur ferroviaire, les vibrations générées par les trains en passage pourraient alimenter les capteurs de l’Internet des objets surveillant l’état des voies, évitant ainsi les interruptions de voyage. Il souligne toutefois que la VEH ne peut pas encore remplacer complètement les batteries dans les petits appareils comme les montres connectées, car réaliser une résonance à basse fréquence dans un petit volume reste un défi à relever. Taufan prévoit de rester dans le milieu académique après son doctorat pour continuer à enseigner et à mener des recherches sur les vibrations.
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