Modélisation et Simulation d’un Système de Récupération d'Energie à partir d’un Effet Triboélectrique pour les Implants Intelligents du Genou

Abstract

La technologie des nano générateurs triboélectriques (TENG) basée sur l'électrification et l'électro-induction statique émerge comme une nouvelle technologie de collecte de l'énergie électrique à partir de l’énergie mécanique. L’effet triboélectrique est le processus dans lequel une charge électrique est générée après que différents matériaux se frottent et se séparent du contact. Les applications de l’effet triboélectrique restent néanmoins assez rares, puisque des études théoriques et de modélisations, surtout pour des systèmes ayant des géométries complexes se trouvent actuellement au stade préliminaire. Une des applications qui paraît très intéressante des TENG concerne leurs utilisations dans des implants ou prothèse orthopédiques. Dans ce mémoire de master, après une étude théorique des TENG, une approche de modélisation est proposée dans le cas de TENG ayant une géométrie de plaques accolées l’une à l’autre (électrode sur diélectrique). On utilise le logiciel Comsol Multiphysics pour la simulation de deux cas d’études qui sont : TENG avec mode de contact et TENG avec mode glissant, respectivement. Le module électrostatique est utilisé puisqu’aucun module triboélectrique n’existe sous Comsol actuellement. Une étude paramétrique est faite afin de comprendre quelles sont les pistes à explorer pour améliorer les performances de ces nano générateurs. Les résultats des simulations indiquent que le mode glissant générera plus d’électricité .