ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Réalisation d'une 'méta-peau' récupératrice d'énergie électromagnétique pour des applications WBAN
par Elie ZARAKET (Laboratoire de l'Intégration du Matériau au Système)
Cette soutenance a lieu à 10h00 - Amphithéâtre Jean-Paul DOM Amphithéâtre Jean-Paul DOM, laboratoire IMS (Bâtiment A31) 351 Cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France
devant le jury composé de
- Valérie VIGNERAS LEFEBVRE - Professeur - Bordeaux INP - Directeur de these
- Bruno ALLARD - Professeur - INSA Lyon - Rapporteur
- Xavier BEGAUD - Professeur - LTCI, Telecom Paris, Institut Polytechnique de Paris - Rapporteur
- Michel AILLERIE - Professeur - LMOPS, Université de Lorraine - Examinateur
Les progrès récents dans le domaine des technologies biomédicales et de la santé connectée ont considérablement accéléré le développement de dispositifs flexibles et portables pour une surveillance continue de la santé. Le marché de l'Internet des Objets Médicaux (IoMT) devrait connaître une croissance rapide avec un taux annuel de 38.5% entre 2024 et 2032, largement porté par les Réseaux de Capteurs Corporels Sans Fil (WBAN). Cependant, la conception de dispositifs IoT portables, miniaturisés et biocompatibles, capables de fonctionner de manière autonome, reste un défi majeur, en particulier pour les capteurs physiologiques. Cette thèse propose le développement d'un système portable de récupération d'énergie sous la forme d'un dispositif appliqué sur la peau, destiné à la surveillance de l'état physiologique. L'un des principaux défis de ce travail réside dans l'impact du corps humain sur les performances des antennes, qui sont directement influencées lorsqu'elles sont positionnées sur la peau. Les Conducteurs Magnétiques Artificiels (AMC) apparaissent comme une solution prometteuse en tant que réflecteurs pour des antennes à faible profil fonctionnant dans les bandes GSM et WiFi. Grâce à leurs propriétés de réflexion à phase nulle, les AMCs permettent d'améliorer les performances des antennes tout en éliminant la nécessité d'un plan de masse volumineux de type quart d'onde. Les tests expérimentaux réalisés sur une antenne à double bande équipée d'un AMC ont démontré une distorsion minimale des performances pour les applications WBAN. Enfin, l'intégration d'un convertisseur RF-DC permet à la rectenna de fonctionner comme un collecteur d'énergie portable et autonome, tout en fournissant une tension redressée de 1V à environ -17.5 dBm, ce qui est suffisant pour alimenter certains capteurs physiologiques.