
La recharge sans fil d'objets connectés prend ses distances [EDITION ABONNES] Transmettre une puissance de plusieurs watts à une dizaine de mètres pour recharger sans fil des appareils électroniques ou des objets connectés. Un rêve ? Non, une quasi-réalité grâce à plusieurs jeunes sociétés dont les technologes arrivent aujourd'hui à maturité. Revue des forces en présence. ... En matière de recharge sans fil de terminaux mobiles, d’appareils électroniques ou d’objets grand public connectés, deux procédés technologiques tiennent aujourd’hui la corde. Dotée d’un avantage de taille (son antériorité), l’induction magnétique est mise notamment en œuvre par le standard Qi du Wireless Power Consortium (WPC). Le couplage par résonance magnétique, quant à lui, est à la base notamment de la spécification Rezence de l’alliance AirFuel, issue en 2015 de la fusion des organismes A4WP (Alliance for Wireless Power) et PMA (Power Matters Alliance). Reste que ces deux procédés nécessitent plus ou moins la proximité des bobines d’émission et de réception, une contrainte qui oblige les heureux possesseurs des appareils à recharger à les placer sur un support prévu à cet effet dans des lieux publics, des magasins, des restaurants, des automobiles ou chez soi. Utiliser la bande 5,7-5,8 GHz La donne pourrait toutefois changer à moyen terme. On voit en effet apparaître ici ou là de nouvelles approches de recharge sans fil qui promettent le transfert d’une puissance électrique de plusieurs watts à une distance de plusieurs mètres. C’est notamment ce que propose la technologie WattUp mise au point par la société californienne Energous. Son principe repose sur la transmission d’ondes hyperfréquences dans une bande comprise entre 5,7 GHz et 5,8 GHz avec une focalisation de l’énergie dans des zones tridimensionnelles environnant les appareils à recharger, même si ceux-ci sont en mouvement. Un émetteur WattUp, une fois intégré dans un produit comme un réfrigérateur, un cadre de téléviseur, un routeur Wi-Fi, un tableau de bord automobile ou une box ADSL, pourrait alors alimenter en même temps jusqu’à douze appareils électroniques situés dans un rayon de quatre à cinq mètres. Selon Energous, un émetteur WattUp est globalement capable de fournir une puissance moyenne de 1 W à quatre récepteurs simultanément à cette distance, de 2 W si ceux-ci sont situés entre 1,50 et 3 mètres, de 4 W s’ils se trouvent à moins d’un mètre cinquante. Basé sur un Asic qui transforme le signal RF en courant continu, le récepteur WattUp, quant à lui, met à profit un réseau d’antennes miniatures à base de métamatériaux pour récupérer l’énergie émise. L’ensemble est contrôlé par un logiciel capable, après mise en relation de l’émetteur et des récepteurs par une liaison Bluetooth, de déterminer le type de dispositif à recharger et d’identifier les paramètres de recharge, l’état de charge et la localisation des appareils à recharger afin d’adapter de manière dynamique le transfert d‘énergie tant en termes de puissance que de direction. Le récepteur WattUp pour recharge sans fil (photo : EnGadget) En janvier dernier, lors de l’édition 2016 du CES, Energous a pu annoncer la mise au point d’un émetteur WattUp suffisamment compact pour être intégré dans une clé USB, la disponibilité d’un circuit de réception de seulement 3 x 3 mm, donc aisément logeable dans un dispositif électronique porté sur soi (photo ci-contre), et la disponibilité de kits d’évaluation. De quoi envisager la commercialisation d’équipements compatibles WattUp fin 2016 ou début 2017, comme s’est plu à envisager Stephen Rizzone, le CEO d’Energous, qui a assuré que deux fabricants majeurs de produits d’électronique grand public aux chiffres d’affaires respectifs de plusieurs milliards de dollars ont acquis la licence de sa technologie. Le credo d'Ossia La recharge sans fil à distance, c’est aussi le credo de la société Ossia créée en 2008 qui, avec sa technologie Cota, estime pouvoir fournir une puissance de l’ordre du watt à un objet distant d’une dizaine de mètres maximum. L’émetteur, qui s’appuie sur un réseau de plusieurs milliers de micro-antennes fonctionnant dans la gamme de fréquence 2,4-2,5 GHz, constitue là aussi le cœur du système. Le principe de la technologie est assez simple. C’est en fait le dispositif souhaitant être rechargé qui, dans un premier temps, signale sa présence via l’émission omnidirectionnelle d’une impulsion radio de référence à basse puissance. En récupérant et en analysant les phases et délais des différents signaux réfléchis par l’environnement et captés par son réseau d’antennes, l’émetteur est alors capable de localiser précisément le dispositif puis de reconstituer une « réplique » inversée des différentes ondes captées. Ne reste donc plus qu’à renvoyer à haute puissance les signaux résultants de cette opération pour qu’ils convergent et se combinent au niveau du récepteur. Et ce en évitant les obstacles ! Selon Ossia, les circuits d’émission et de réception compatibles Cota, mis au point par son partenaire, l’égyptien Si-Ware Systems, et référencés respectivement SWS1410 et SWS1420, seront disponibles dans le courant du premier trimestre 2016 tout comme des designs de référence pour stations de recharge et pour objets connectés (photo ci-contre). Le salon CES 2016, qui a permis à la jeune société d’effectuer des démonstrations probantes de sa technologie de recharge sans fil à distance, a été aussi l’occasion pour Ossia d’annoncer un investissement stratégique de Molex dans la firme. Le connecticien y rejoint l’opérateur mobile japonais KDDI présent depuis début 2015 au capital d’Ossia. Parmi les autres start-up à proposer des technologies de recharge sans fil à distance, on citera encore l’israélien Wi-Charge qui se dit capable d’émettre une puissance de 10 W sur une dizaine de mètres via un rayon de lumière infrarouge. La disponibilité des premiers produits compatibles est prévue d’ici à l’été 2016. On gardera un œil également sur le procédé Freevolt de la société d’ingénierie londonienne Drayson Technologies. Ce procédé de récupération d’énergie ambiante est présenté comme capable de récupérer l’énergie RF « inutilisée » des ondes émises par les réseaux mobiles 2G, 3G et 4G, les réseaux Wi-Fi ou les réseaux de diffusion TV numérique pour alimenter des petites objets connectés à basse consommation (baptisés LE-IoT, Low Energy Internet of Things) comme des détecteurs de fumée, des caméras résidentielles de vidéosurveillance, des thermostats, des balises et tout un ensemble de capteurs industriels ou environnementaux.. Il a d’ores et déjà été mis en œuvre dans un capteur de pollution, le CleanSpace Tag. A suivre donc !

La recharge sans fil d'objets connectés prend ses distances

[EDITION ABONNES] Transmettre une puissance de plusieurs watts à une dizaine de mètres pour recharger sans fil des appareils électroniques ou des objets connectés. Un rêve ? Non, une quasi-réalité grâce à plusieurs jeunes sociétés dont les technologes arrivent aujourd'hui à maturité. Revue des forces en présence. ...

En matière de recharge sans fil de terminaux mobiles, d’appareils électroniques ou d’objets grand public connectés, deux procédés technologiques tiennent aujourd’hui la corde. Dotée d’un avantage de taille (son antériorité), l’induction magnétique est mise notamment en œuvre par le standard Qi du Wireless Power Consortium (WPC). Le couplage par résonance magnétique, quant à lui, est à la base notamment de la spécification Rezence de l’alliance AirFuel, issue en 2015 de la fusion des organismes A4WP (Alliance for Wireless Power) et PMA (Power Matters Alliance). Reste que ces deux procédés nécessitent plus ou moins la proximité des bobines d’émission et de réception, une contrainte qui oblige les heureux possesseurs des appareils à recharger à les placer sur un support prévu à cet effet dans des lieux publics, des magasins, des restaurants, des automobiles ou chez soi.

Utiliser la bande 5,7-5,8 GHz

La donne pourrait toutefois changer à moyen terme. On voit en effet apparaître ici ou là de nouvelles approches de recharge sans fil qui promettent le transfert d’une puissance électrique de plusieurs watts à une distance de plusieurs mètres. C’est notamment ce que propose la technologie WattUp mise au point par la société californienne Energous. Son principe repose sur la transmission d’ondes hyperfréquences dans une bande comprise entre 5,7 GHz et 5,8 GHz avec une focalisation de l’énergie dans des zones tridimensionnelles environnant les appareils à recharger, même si ceux-ci sont en mouvement. Un émetteur WattUp, une fois intégré dans un produit comme un réfrigérateur, un cadre de téléviseur, un routeur Wi-Fi, un tableau de bord automobile ou une box ADSL, pourrait alors alimenter en même temps jusqu’à douze appareils électroniques situés dans un rayon de quatre à cinq mètres.

Selon Energous, un émetteur WattUp est globalement capable de fournir une puissance moyenne de 1 W à quatre récepteurs simultanément à cette distance, de 2 W si ceux-ci sont situés entre 1,50 et 3 mètres, de 4 W s’ils se trouvent à moins d’un mètre cinquante. Basé sur un Asic qui transforme le signal RF en courant continu, le récepteur WattUp, quant à lui, met à profit un réseau d’antennes miniatures à base de métamatériaux pour récupérer l’énergie émise. L’ensemble est contrôlé par un logiciel capable, après mise en relation de l’émetteur et des récepteurs par une liaison Bluetooth, de déterminer le type de dispositif à recharger et d’identifier les paramètres de recharge, l’état de charge et la localisation des appareils à recharger afin d’adapter de manière dynamique le transfert d‘énergie tant en termes de puissance que de direction.

Le récepteur WattUp pour recharge sans fil (photo : EnGadget)

En janvier dernier, lors de l’édition 2016 du CES, Energous a pu annoncer la mise au point d’un émetteur WattUp suffisamment compact pour être intégré dans une clé USB, la disponibilité d’un circuit de réception de seulement 3 x 3 mm, donc aisément logeable dans un dispositif électronique porté sur soi (photo ci-contre), et la disponibilité de kits d’évaluation. De quoi envisager la commercialisation d’équipements compatibles WattUp fin 2016 ou début 2017, comme s’est plu à envisager Stephen Rizzone, le CEO d’Energous, qui a assuré que deux fabricants majeurs de produits d’électronique grand public aux chiffres d’affaires respectifs de plusieurs milliards de dollars ont acquis la licence de sa technologie.

Le credo d'Ossia

La recharge sans fil à distance, c’est aussi le credo de la société Ossia créée en 2008 qui, avec sa technologie Cota, estime pouvoir fournir une puissance de l’ordre du watt à un objet distant d’une dizaine de mètres maximum. L’émetteur, qui s’appuie sur un réseau de plusieurs milliers de micro-antennes fonctionnant dans la gamme de fréquence 2,4-2,5 GHz, constitue là aussi le cœur du système. Le principe de la technologie est assez simple. C’est en fait le dispositif souhaitant être rechargé qui, dans un premier temps, signale sa présence via l’émission omnidirectionnelle d’une impulsion radio de référence à basse puissance. En récupérant et en analysant les phases et délais des différents signaux réfléchis par l’environnement et captés par son réseau d’antennes, l’émetteur est alors capable de localiser précisément le dispositif puis de reconstituer une « réplique » inversée des différentes ondes captées. Ne reste donc plus qu’à renvoyer à haute puissance les signaux résultants de cette opération pour qu’ils convergent et se combinent au niveau du récepteur. Et ce en évitant les obstacles !

Selon Ossia, les circuits d’émission et de réception compatibles Cota, mis au point par son partenaire, l’égyptien Si-Ware Systems, et référencés respectivement SWS1410 et SWS1420, seront disponibles dans le courant du premier trimestre 2016 tout comme des designs de référence pour stations de recharge et pour objets connectés (photo ci-contre). Le salon CES 2016, qui a permis à la jeune société d’effectuer des démonstrations probantes de sa technologie de recharge sans fil à distance, a été aussi l’occasion pour Ossia d’annoncer un investissement stratégique de Molex dans la firme. Le connecticien y rejoint l’opérateur mobile japonais KDDI présent depuis début 2015 au capital d’Ossia.

Parmi les autres start-up à proposer des technologies de recharge sans fil à distance, on citera encore l’israélien Wi-Charge qui se dit capable d’émettre une puissance de 10 W sur une dizaine de mètres via un rayon de lumière infrarouge. La disponibilité des premiers produits compatibles est prévue d’ici à l’été 2016.

On gardera un œil également sur le procédé Freevolt de la société d’ingénierie londonienne Drayson Technologies. Ce procédé de récupération d’énergie ambiante est présenté comme capable de récupérer l’énergie RF « inutilisée » des ondes émises par les réseaux mobiles 2G, 3G et 4G, les réseaux Wi-Fi ou les réseaux de diffusion TV numérique pour alimenter des petites objets connectés à basse consommation (baptisés LE-IoT, Low Energy Internet of Things) comme des détecteurs de fumée, des caméras résidentielles de vidéosurveillance, des thermostats, des balises et tout un ensemble de capteurs industriels ou environnementaux.. Il a d’ores et déjà été mis en œuvre dans un capteur de pollution, le CleanSpace Tag. A suivre donc !