En 1891, Nikola Tesla fut l’un des premiers à démontrer le concept de transmission d’énergie sans fil, utilisant le courant alternatif à haute fréquence pour éclairer les lampes à décharge..

Le rêve de Tesla était qu’un jour, l’électricité puisse être transmise aux maisons, de la même manière que les ondes radio.

Cent vingt ans plus tard, son rêve n'est pas encore devenu réalité, alors quel est le problème exactement?

Bien que la recharge sans fil existe et puisse être trouvée dans des appareils tels que les brosses à dents électriques, tout ce qui nécessite plus de quelques watts de puissance dépend toujours de la prise murale pour la fourniture de l'alimentation. Des progrès ont également été enregistrés dans la recharge sans fil d’autres appareils électroniques portables, mais ces systèmes ne sont pas bon marché et présentent plusieurs inconvénients..

Comment fonctionne le chargement sans fil?

Pour comprendre les difficultés pratiques liées à la transmission d'énergie sans fil, il est utile de connaître un peu le fonctionnement de l'électricité. Lorsqu'un courant électrique descend dans un conducteur, il génère un champ magnétique, orienté perpendiculairement au conducteur..

En créant une bobine, le champ magnétique est amplifié et si une seconde bobine est placée dans le champ magnétique de la première, un courant électrique sera généré dans la seconde bobine, processus appelé induction..

Cependant, comme la taille du champ magnétique est proportionnelle à l'énergie du courant parcourant la bobine et que l'inductance sur la distance est une méthode de transfert assez inefficace, les deux bobines doivent être placées à proximité.

Dans une brosse à dents électrique, par exemple, les deux bobines sont distantes de moins de 10 mm. Pour augmenter la distance entre les bobines, la taille des bobines et la quantité de courant les traversant doivent être augmentées de manière significative, bien que, du fait que les champs magnétiques rayonnent dans toutes les directions, l'efficacité diminue.

La résonance accrue est-elle la réponse?

Un moyen d'augmenter l'efficacité et la distance sur laquelle une induction peut se produire consiste à utiliser la résonance. Chaque objet a une fréquence à laquelle il va naturellement vibrer, appelée fréquence de résonance. Des recherches au MIT ont révélé que si vous permettez aux bobines et aux champs de résonner à la même fréquence, cela augmentait l'efficacité de l'induction et vous pouviez démontrer ce principe en utilisant des bobines de résonance pour alimenter une ampoule électrique, sur une distance de deux mètres..

Avec ce type de distance, l'idée de pouvoir pénétrer dans une pièce et quels que soient les gadgets que vous transportez est immédiatement capable de recevoir de l'énergie d'un émetteur enfoncé dans le mur ou le plafond commence à gagner du terrain. Malheureusement, même si le MIT en a démontré le principe il y a près de six ans, la technologie en est encore au stade du développement..

Intel a également démontré une transmission de puissance de résonance, mais comme vous pouvez le constater, la taille de la bobine nécessaire à une ampoule électrique est énorme.

L'utilisation de bobines d'induction plus grandes est un moyen d'augmenter la distance de transmission. Dans l'expérience MIT, par exemple, les bobines avaient un diamètre de 60 cm, mais seulement 45% environ de la puissance était transmise à deux mètres. Avec les appareils électroniques portables, leur taille et la quantité d'espace libre dans le boîtier constituent un facteur limitant majeur.

Une brosse à dents électrique n’est utilisée que quelques minutes par jour et passe le reste du temps à être rechargée; elle peut donc avoir de petites bobines. Cependant, un smartphone a une batterie de très haute capacité et à l'aide d'un chargeur standard, il doit être complètement rechargé en une heure ou deux..

Charger des véhicules

Un domaine dans lequel la taille de la bobine n'a pas vraiment d'importance est celui des véhicules. Des essais ont été menés sur des routes inductives spécialement construites, permettant à une voiture électrique ou à un bus de recevoir de l’alimentation au fur et à mesure de sa progression. Les points de charge sans fil intégrés aux arrêts de bus et aux aires de stationnement ont également été utilisés avec succès pour recharger les batteries embarquées, mais cela reste moins efficace que de brancher un câble physiquement.