L'intelligence artificielle s'attaque à l'un des principaux freins de la recharge sans fil: son manque de fiabilité. Une méthode de conception entièrement automatisée permet désormais de garantir une tension stable, quel que soit l'appareil alimenté.
Développée par une équipe japonaise, cette approche pourrait accélérer la diffusion des systèmes de transfert d'énergie sans fil. En confiant à un algorithme l'optimisation des circuits électroniques, elle dépasse les limites des conceptions traditionnelles et offre une stabilité inédite. Une avancée pour l'électronique grand public comme pour les dispositifs médicaux.
L'apprentissage automatique au service de la conception
Plutôt que de s'appuyer uniquement sur des modèles analytiques, les chercheurs ont simulé numériquement le comportement des composants, y compris leurs défauts. Un algorithme génétique a ensuite testé automatiquement des millions de combinaisons pour trouver la configuration idéale.
Le système évalue chaque conception selon trois critères: la stabilité de la tension de sortie, le rendement énergétique et la qualité du signal électrique. L'algorithme affine progressivement le circuit jusqu'à atteindre des performances optimales, indépendamment de la charge connectée.
Comme l'indique l'équipe dans
IEEE Transactions on Circuits and Systems I, c'est la première fois qu'une conception de ce type est menée entièrement par intelligence artificielle, et validée expérimentalement.
Des performances validées en conditions réelles
Les tests expérimentaux confirment la supériorité du système optimisé par intelligence artificielle. Alors qu'un système conventionnel peut voir sa tension de sortie varier jusqu'à 18%, la nouvelle conception limite ces fluctuations à moins de 5%. Cette stabilité permet de protéger les batteries des appareils électroniques modernes.
Le rendement énergétique atteint également un niveau impressionnant de 86,7%, une valeur maintenue même lorsque la puissance demandée est faible. Cette performance est rendue possible par une modélisation fine des pertes, notamment celles liées aux capacités parasites des semi-conducteurs.
Une analyse détaillée des pertes d'énergie montre que la bobine de transmission dissipe une puissance quasi constante. Cette régularité découle directement de la capacité du système à maintenir un courant de sortie stable dans différentes conditions de fonctionnement, prouvant la robustesse de la conception.
Pour aller plus loin: Comment fonctionne un transfert d'énergie sans fil ?
Le transfert d'énergie sans fil repose sur un principe physique fondamental découvert au XIXe siècle: l'induction électromagnétique. Le processus commence lorsqu'un courant électrique alternatif parcourt une bobine émettrice, générant autour d'elle un champ magnétique qui oscille à haute fréquence. Lorsqu'une seconde bobine, dite réceptrice, se trouve à proximité de ce champ, elle capte ces oscillations magnétiques qui induisent alors en son sein un courant électrique.
L'efficacité de ce transfert est considérablement améliorée grâce au phénomène de résonance magnétique. Les deux circuits, émetteur et récepteur, sont précisément accordés sur une fréquence de résonance identique. Cette synchronisation permet au système de concentrer l'énergie électromagnétique dans un espace défini, réduisant les pertes et autorisant des distances de transfert plus importantes qu'avec l'induction simple.
Cette technologie trouve aujourd'hui des applications concrètes dans de nombreux domaines. Elle alimente déjà nos smartphones et certains dispositifs médicaux implantables, offrant un confort et une sécurité accrus. L'industrie automobile développe activement des systèmes de recharge par induction pour véhicules électriques, tandis que l'Internet des objets y puise une solution élégante pour alimenter des capteurs sans batterie.