Technologies sans contact
Et si nous n’avions plus besoin de recharger nos téléphones ?
12 novembre 2017
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Si aujourd’hui, personnellement je ne suis pas étonné des technologies qui permettent de transmettre des données sans l’utilisation de câbles (Wi-Fi, Bluetooth, etc.), je le suis lorsqu’il s’agit de transmettre de l’électricité sans fil.
Aussi étonnant que cela puisse paraître, transmettre de l’énergie électrique d’un appareil à un autre sans utiliser de câbles est possible depuis longtemps mais les technologies pour le faire sans risque sont en train d’être développées.

Vous serez d’accord avec moi que ne plus avoir à surveiller constamment la batterie de son smartphone serait d’un grand confort. Aujourd’hui, on recharge généralement au moins une fois par jour nos smartphones car ceux-ci consomment de plus en plus d’énergie avec la multiplication des usages qu’on en fait (GPS, WiFi, photos et vidéos, réseaux sociaux, etc.). Et bien gardez espoir car des sociétés se sont penchées sur le sujet et les premiers prototypes et produits sont là.

Mais nos smartphones ne sont pas les seuls concernés, nous sommes de plus en plus entourés d’objets connectés sans fils, que nous utilisons chaque jour et dont le rechargement se fait par l’intermédiaire de câbles.
Alors si vous êtes comme moi, et que vous possédez plusieurs appareils qu’il faut recharger régulièrement (casques et enceintes bluetooth, montres connectées, smartphones, etc.), tous ces rechargements deviennent rapidement un rituel qu’il ne faut pas négliger sous peine de perdre l’usage momentané d’un de ces objets.

Plusieurs approches existent pour régler ce problème.

Je tiens à le préciser avant d’avancer : je ne traiterais pas dans cet article de la recharge par induction, j’écrirais plus tard sur ce sujet et notamment sur Qi (à prononcer Tchi) qui est un standard leader du domaine.
En effet, quand on parle de transmission d’énergie sans fil, il y a deux sous domaines, les systèmes à champ proche et les systèmes à champ lointain. Les approches technologiques suivantes concernent donc le deuxième sous-domaine.

L’utilisation de laser infrarouge

Je commence par l’approche qui m’a donné envie d’écrire cet article et qui est aujourd’hui en partie porté par la société Wi-Charge. C’est une société israélienne qui développe un système sans fil utilisant un laser infrarouge pour permettre de recharger les appareils compatibles.

Le système est constitué de deux unités :

– Le transmetteur qui est connecté à une source d’alimentation (AC, DC ou USB). Celui-ci transmet en continu l’énergie aux récepteurs situé à proximité grâce à un faisceau lumineux infrarouge, totalement inoffensif. Il serait aussi facile à installer qu’une ampoule.

– Le récepteur qui capture le faisceau lumineux et le convertit en électricité grâce une cellule photovoltaïque, un peu comme les panneaux solaires le font avec la lumière du soleil. Selon le type d’appareil, le récepteur est soit intégré nativement à l’appareil soit en le reliant au connecteur de charge (smartphone par exemple).

C’est le transmetteur qui donne toute l’intelligence au système, il est capable dans l’environnement qu’il couvre, d’identifier automatiquement des appareils équipés de récepteurs et de leur délivrer exactement l’énergie nécessaire en fonction des paramètres de ce récepteur (priorité, niveau de batterie, puissance, etc.).
Il est aussi capable de charger plusieurs appareils en même temps. Wi-charge annonce aussi qu’il n’y pas de déperdition d’énergie étant donné que 100% du faisceau lumineux atteint le récepteur.

Le transmetteur est capable d’identifié un appareil équipé de cette technologie, dès qu’il rentre dans son champ d’action. Tout se fait de manière automatique, sans aucunes actions de l’utilisateur, même si la batterie est à plat. La portée est d’environ 10 mètres et la puissance transmise est de 3 à 4 Watts par appareil. Bien sûr le chargement est moins rapide que si votre appareil était connecté à un câble d’alimentation, mais l’avantage c’est qu’il est constamment en charge, vous n’avez pas à vous préoccupez à le recharger.  Sauf si, vous l’utilisez de manière si intensive que le système ne suffise pas à lui donner assez de charge. Et si dans votre quotidien, ces moments arrivent ponctuellement, lorsque votre smartphone sera posé sur la table, celui-ci se chargera sans que vous en ayez conscience.

Si le faisceau lumineux est coupé par un obstacle quelconque, la transmission s’arrête et reprend de nouveau lorsqu’il n’y a plus d’obstacle. De plus, pour éviter que des coupures sporadiques ne viennent perturber le processus de chargement, le récepteur est équipé d’une sorte de « buffer », une batterie qui prend le relais dans ce cas là. Cette coopération intelligente entre le récepteur et l’émetteur est permise grâce une communication et un échange de données entre le récepteur et le transmetteur.

Wi-charge vient de recevoir l’autorisation de l’Agence américaine des produits alimentaires et médicamenteux (FDA) pour commercialiser sur le sol américain sa solution de recharge sans fil, elle a déclaré sa technologie comme inoffensive, saine pour l’être humain et valide pour une utilisation dans l’espace public. Pour des raisons historiques, c’est cette agence qui valide l’utilisation d’appareils qui utilisent les infrarouges et non pas la Commission Fédérale des Communications (FCC).

Je n’ai pas besoin de vous dire que cette technologie est l’une des plus avancée pour le moment et qu’elle forme un triptyque vertueux entre puissance transmise, sécurité et portée. Pourtant elle trouve sa limite dans le fait qu’il ne faut pas mettre d’obstacle entre le récepteur et le transmetteur. Si des objets connectés plus ou moins statiques (enceintes, caméras, etc.) pourraient trouver là un moyen pour que leurs batteries ne soit jamais déchargées, c’est moins évident pour un smartphone ou une tablette qu’on utiliserait plus souvent. Cependant, on pourrait adopter un nouveau comportement pour charger son téléphone: le poser sur la table, écran vers le haut.

L’utilisation des ondes radios

Une autre approche, c’est celle que promeut Martin Cooper, qui n’est autre que l’inventeur du premier téléphone cellulaire. Il siège, entre autre, au conseil d’administration d’Energous, une société qui développe actuellement une solution de recharge sans fil basé sur les ondes radios.

Leur technologie, baptisé WattUp, fonctionne un peu comme un routeur Wi-Fi. Il permet d’alimenter en énergie tout objet compatible qui serait présent dans une pièce. Cela consiste en un émetteur qui repère un appareil compatible et lui envoie des ondes dans une bande comprises entre 5.7 et 5.8 GH, le récepteur s’occupe alors de convertir ces ondes radios en charges électriques. La portée annoncée pour le moment est de 5 mètres mais il faudra encore quelques années de développement afin de fournir assez de puissance pour recharger un smartphone. La puissance décroit d’ailleurs au fur et à mesure que la distance grandie.

L’un des avantages de cette approche, c’est que l’appareil se met en recharge dès qu’il rentre dans la zone couverte par WattUp, même si celui-ci se trouve dans votre poche ou votre sac.

Il faudra que les technologies choisissant les ondes radios passent le cap des autorisations administratives dans les différents pays, notamment celles de la Commission Fédérale des Communications (FCC) aux Etats-Unis ou l’ARCEP en France, afin de montrer que cela ne pose pas de problème pour la santé des utilisateurs et ne crée pas d’interférences avec d’autres ondes radios.

En attendant, Energous a l’accord pour développer des émetteurs de petites tailles, ne délivrant que peu de puissance. C’est assez pour recharger des petits objets connectés ou des petits appareils (écouteurs, aides auditives, dispositifs médicaux, etc.) mais ce n’est pas suffisant pour de plus gros appareils. Sa technologie évolue et des rumeurs annonçaient même qu’Apple pourrait directement intégrer sa technologie à l’Iphone 8. Ces dernières rumeurs sont peu probables étant donné que la technologie est encore assez immature et que de nombreux défis restent à relever.

La question des impacts sur la santé est cruciale pour le développement de la recharge par ondes radios. Arrivera t-on à transférer plus d’énergie sans faire porter de risques aux êtres humains ? Cela relance aussi le débat sur la nocivité des ondes radios qui n’est pas encore claire.

L’utilisation des ondes sonores

Meredith Perry – CEO & Founder of Ubeam

21 ans ! C’est l’âge à laquelle Meredith Perry, une étudiante en astrobiologie, s’intéresse à la piézoélectricité dans le cadre d’un concours d’innovation au sein de sa FAC. La piézoélectricité est la capacité d’un corps à se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique, d’un mouvement ou se déformer sous l’action d’un champ électrique.
Elle choisit alors de se tourner vers les ondes sonores inaudibles à l’oreille humaine pour créer ce champ électrique et permettre de recharger des appareils électriques sans utiliser de câbles. Elle valide le concept avec des spécialistes et crée en 2012 Ubeam, la start-up qui travaille alors pour donner vie à son idée.

Comme la plupart des systèmes vus précédemment, celui de Ubeam est constitué de deux parties :

– Un transmetteur qui fonctionne un peu comme un haut parleur. Celui-ci va émettre un son à haute fréquence  inaudible à l’oreille humaine (même pour les animaux), ces ultrasons vont être concentrés et dirigés à travers l’air pour atteindre un récepteur.

– Un récepteur, qui va donc capté le signal émis et le convertir en énergie grâce au procédé piézoélectrique.

Ubeam affirme, avec l’appui d’études sur le sujet, que l’utilisation des ultrasons est totalement sans dangers pour les êtres humains. Les ultrasons ne traversant pas les corps solides, ils rebondissent sur la peau, ils ne causent pas de cancers ni de dommages génétiques. Les niveaux d’ultrasons que transmet Ubeam sont très en dessous de ceux utilisés dans l’imagerie médicale.

Le système a aussi été conçus afin de fournir des garanties pour limiter le taux d’exposition. En effet, le transmetteur n’émet d’ultrasons que vers les récepteurs qui demandent à être chargé, et le signal cesse quand ceux-ci ne le demandent plus.  La technologie Ubeam peut donc s’intégrer sans danger et sans créer d’interférences électro-magnétique dans des hôpitaux, des voitures ou des aéroports.

De plus, tout objet qui viendra se placer dans la ligne de mire formé entre le transmetteur et le récepteur, interrompra de facto l’émission. Cette sécurité rassure au niveau des risques sanitaires mais empêche donc que les appareils se rechargent lorsqu’ils ne sont pas exposés directement. Il faudra donc prendre le soin de retirer son téléphone de sa poche afin qu’il commence à se recharger.

Pour mener ce projet à bien, la start-up Ubeam a reçu le soutien de grands noms de la Silicon Valley avec des investisseurs comme Peter Thiel, les fonds Andreessen Horowitz, Founders Fund, ou Marissa Meyer la directrice générale de Yahoo. Et même si elle a traversé une période assez trouble en tardant à faire la démonstration d’un prototype fonctionnel, c’est Meredith Perry, la CEO de Ubeam qui a montré lors du « Los Angeles’ Upfront Summit » que son concept fonctionnait réellement. Pour ce faire, elle a approché un téléphone, équipé d’une coque spécial, d’un transmetteur Ubeam et le téléphone a commencé à se recharger.

Nous ne sommes qu’au début du chemin.

Les technologies sont encore en cours de développement, mais si elles devenaient matures et efficaces, nous aurions affaire à une révolution, peut être la prochaine grande révolution après Internet. Cela aurait des impacts sur tous nos appareils, ils pourraient être plus légers, les batteries pourraient être plus petites puisqu’elles seraient chargées constamment grâce aux transmetteurs disséminés chez nous, dans les lieux publics ou au sein de nos entreprises.

Sans doute qu’un jour, nos enfants ou petits enfants seront étonnés quand on leur racontera que chaque jour on branchait nos téléphones à des prises par l’intermédiaire de câbles pour qu’ils soient rechargés. Dans les années qui vont suivre, il est fort possible que l’on se passe enfin des câbles pour alimenter en énergie nos appareils tout comme nous l’avons fait pour la transmission de données. Aujourd’hui l’énergie fournie par ces solutions n’est pas suffisant pour alimenter des gros appareils mais nous ne sommes qu’aux prémisses de ce qui pourrait être un futur où les câbles ne seront plus.

About author

Mohamed El Morabti

Je suis un chef de projet digital passionné par le numérique et l'innovation. Développeur à mes heures perdues pour garder la forme.

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