WPT

Le transfert de puissance sans fil (WPT) est la transmission d'énergie électrique d'une source à une charge à travers un espace, sans connexion par fils conducteurs. L'énergie traverse l'espace sous forme de champs électromagnétiques, de courants induits ou d'ondes rayonnées. Le WPT élimine le besoin de connecteurs, de bagues collectrices ou de câbles traînants dans les applications où le contact physique est impossible, dangereux ou incommode.

Trois méthodes principales dominent le WPT industriel et grand public. Le couplage inductif fonctionne sur de courtes distances (millimètres à centimètres) en plaçant une bobine primaire près d'une bobine secondaire ; un courant alternatif dans la primaire induit un courant dans la secondaire. Le couplage inductif résonant étend la portée à des dizaines de centimètres en accordant les deux bobines à la même fréquence, ce qui permet une efficacité plus élevée sur des entrefer légèrement plus grands. Le rayonnement en champ lointain, utilisant des micro-ondes ou d'autres fréquences radio, peut fonctionner sur des mètres mais est moins efficace et nécessite des réseaux de rectennas complexes pour capter et convertir l'énergie.

Limites pratiques et pertes

Les systèmes WPT inductifs atteignent généralement une efficacité de 70 à 90 %, les pertes augmentant fortement à mesure que la distance de l'entrefer s'accroît. Le désalignement, les obstacles métalliques et les décalages de fréquence dégradent tous les performances. Les applications industrielles incluent la recharge de véhicules autonomes, l'alimentation d'équipements rotatifs dans les salles blanches où des roulements étanches sont requis, et la fourniture d'énergie à des capteurs intégrés dans des arbres rotatifs ou des boîtiers scellés. L'électronique grand public utilise le WPT inductif dans les chargeurs de brosses à dents et les tapis de charge de téléphone, qui fonctionnent à des fréquences standardisées telles que 100 à 200 kHz.

Le terme WPT est apparu dans la littérature technique dans les années 1990, lorsque les systèmes pratiques ont dépassé la théorie. La norme Qi, introduite en 2008, a défini la charge inductive interopérable pour les appareils grand public et est devenue la référence de facto pour le WPT moderne. Les variantes industrielles de plus grande puissance fonctionnent avec des entrefer plus grands et exigent une conception de bobine et des réseaux d'adaptation personnalisés pour atteindre une efficacité acceptable.