Analysis and application of low-cost magnetostrictive materials for small-scale energy harvesting

Doctorante : Yuanyuan LIU

Laboratoire INSA : LGEF

Ecole doctorale : ED160 : EEA

À l'ère de l'Internet des Objets, les dispositifs autonomes sans fil dépendent principalement des piles, présentant des problèmes tels que la pollution, l'autodécharge et le remplacement fréquent. Par conséquent, une solution alternative rentable et durable est nécessaire. Notamment, la conversion d’énergie ambiante sous une forme électrique est une voie populaire dans les communautés scinetifiques et industrielles. En ce sens, les vibrations constituent une source d'énergie attractive en raison de leur disponibilité et leur densité d’énergie. Dans ce travail, la conversion magnétostrictive est sélectionnée en raison de la robustesse des matériaux.
Ce travail est structuré en trois composantes principales, chacune abordant un aspect spécifique de la récupération d'énergie : les transducteurs magnétostrictifs, les structures mécaniques et l'interface électrique. Tout d'abord, les matériaux magnétostrictifs sont étudiés et leur capacité de conversion d'énergie est évaluée afin de trouver une solution présentant un bon compromis entre coût et densité énergétique. Cette étude permet de mettre en avant le Metglas 2605SA1, matériau offrant des niveaux de couplages acceptables, tout en ayant un faible coût.
Deuxièmement, une structure mécanique est conçue pour un échantillon composé de feuilles de Metglas. Bien qu'une structure formée de deux poutres soit présentée dans la littérature, ses performances mécaniques nécessitent une exploration plus approfondie. Cette recherche examine des aspects tels que la forme du mode et la fréquence naturelle. De plus, la densité d'énergie récupérée est dérivée de manière expérimentale.
Enfin, une interface électrique est conçue sur la base d’un circuit oscillant. Le défi principal de cette interface est d’assurer un fonctionement à partir de la faible sortie en tension du transducteur magnétostrictif. Par conséquent, l'objectif principal est d’assurer une augmentation de la tension. Après la validation de l’interface électrique, l'ensemble du système, où le circuit est intégré à la struture comprenant le Metglas comme transducteur, est validé de manière expérimentale.

Le Groupe INSA organise une série de rencontres en ligne pour présenter les formations ingénieures des institutions latino-américaines, partenaires des programmes FITEC (France Ingénieurs TEChnologie) aux étudiants insaliens. Coordonnés par la CDEFI, ces programmes favorisent la mobilité étudiante entre la France, l'Argentine, le Brésil et le Mexique, notamment à travers des aides financières.

• Jeudi 1er octobre à 17h - Chimie | Chemical Engineering

Rdv sur : zoom.us/j/91610815837
code : 000327

Intervenants : Universidade Federal do Rio de Janeiro (Brésil), Universidad Veracruzana (Mexique), UTN Facultad Regional Cordoba (Argentine)

 

• Jeudi 22 octobre à 17h - Génie Civil | Civil Engineering 

Rdv sur : zoom.us/j/91610815837
code : 000327

Intervenants : UNICAMP (Brésil), UNCUYO (Argentine), UADY Universidad Autonoma de Yucatan (Mexique)

 

• Jeudi 12 novembre à 17h - Mécanique, Electronique, Automatique, Robotique

Rdv sur : zoom.us/j/91610815837
code : 000327

Intervenants : UANL (Mexique), UNCUYO (Argentine), Universidad Ncaional de Rosario (Argentine), PUC Rio (Brésil)

 

• Jeudi 3 décembre à 17h - Informatique

Rdv sur : zoom.us/j/91610815837

code : 000327

Intervenants : Universidad de Guanajuato (Mexique), Uncuyo (Argentine), IUA (Argentine), UFU Universidade Federal de Uberlandia (Brésil)

 

Lors de ces rencontres, un représentant de chaque programme - Brafitec, Arfitec et Mexfitec - présentera les activités de son école, ou de sa faculté, et les possibilités pour les étudiants INSA de venir en échange académique, suivre des cours ou faire un projet de recherche. Les représentants interviendront dans leur langue d'origine, pour que les étudiants intéressés s'habituent à la la langue du pays d'accueil.

Les visioconférences seront enregistrées et disponibles ultèrieurement sur l'intranet INSA Lyon.

Il est un terme qui n’a cessé d’être prononcé depuis l’annonce du confinement pour éviter la propagation du virus COVID-19 : télétravail. Si certains étaient déjà des habitués du genre, d’autres ont dû rapidement se mettre au pli et découvrir un mode de travail pas si simple à développer. Pour accompagner tous les télétravailleurs, Jean-Luc Debayle, expert qualité de vie au travail de l’INSA Lyon, propose huit conseils pour faciliter le quotidien et gérer au mieux cette période délicate.

Paramètre clé d’une journée classique de télétravail : se fixer des repères dans son quotidien !

 

1. Mettre un réveil
Garder un rythme qui corresponde à un rythme de travail classique est à privilégier, notamment pour pouvoir communiquer avec ses collègues plus facilement et éviter d’être en décalage. Le petit plus du télétravail : quelques minutes gagnées en matinée, le temps de trajet pour se rendre sur le lieu de travail étant supprimé.

 

2. S'habiller et se préparer pour attaquer la journée
Travailler en pyjama, sans être coiffé et rasé peut être la facilité. Mais il est important de se préparer comme pour une journée de travail à l’INSA, pour débuter réellement son activité journalière, réveillé et disponible. 

 

3. S'installer dans son bureau "homemade" ​
Dans la mesure du possible, il faut se réserver un vrai espace de travail. Celui-ci doit privilégier confort et bien-être ergonomique. Travailler sur un canapé n’est, par exemple pas un endroit adapté pour le dos et nuque. Il faut choisir un siège confortable, apporter une lumière pour ne pas fatiguer ses yeux, libérer de l’espace sur la table de salon où s’entassent journaux et prospectus et s’isoler du bruit. Ou au contraire, mettre une musique d’ambiance peut s’avérer stimulante pour certains. 

 

4. Organiser sa journée
En début de semaine ou de journée : se fixer des objectifs à réaliser et les planifier. Si la fin de la semaine s’annonce chargée de réunions, il est préférable de travailler sur ses sujets en début de semaine. En travaillant chez soi, beaucoup d’interruptions d’un nouveau genre vont se présenter : cuisiner, prendre des nouvelles de ses proches, étendre la lessive, faire réviser ses enfants, sortir le chien, jouer avec le chat… Pour rester concentré dans son travail et ne pas papillonner, il peut être utile de faire une « to do list » de la journée en incluant ces nouveaux paramètres du quotidien. 

 

5. Rester en lien 
Le sentiment d’isolement est plus que présent en cette période de confinement. Mais être physiquement éloigné de ses collègues ne doit pas être synonyme de rupture de communication. Au contraire. Il est important de maintenir le lien avec ses collègues, même celui avec qui on n’échange pas forcément. C’est aussi l’occasion de leur demander des conseils, poser des questions et échanger autour de sujets variés pour créer de l’émulation. Pour cela, il y a des outils comme la visio, les tchats, le téléphone, le mail… Et concernant l’usage du mail, attention aux dérapages (voir conseil 8).

 

6. Faire des pauses
24 heures dans une journée, il va falloir s’organiser. Et la pause est un élément indispensable au planning ! Qui ne fait pas de pauses sur toute une journée de travail à l’INSA ? La pause café du matin, le déjeuner, l’appel à son collègue pour lui raconter son week-end… Ces moments font partis du quotidien professionnel. En télétravail, il est important d’en faire également car une concentration efficace ne dure pas plus de 90 minutes. Quelques astuces pour se détendre : dessiner, lire, naviguer sur internet, se mettre debout pour téléphoner à un proche, faire des étirements et de la relaxation.

 

7. Veiller à un équilibre entre vie personnelle et vie professionnelle 
La barrière vie privée et vie professionnelle est plus que brisée en période longue de télétravail, surtout lorsqu'il y a des enfants à la maison. Pour simplifier son organisation, il est judicieux de faire connaître à son entourage les créneaux horaires (voir conseil 4) pendant lesquels il sera nécessaire de s’isoler pour travailler et ses disponibilités. Les distractions personnelles ne doivent pas empiéter sur le travail tout comme le travail ne doit pas empiéter sur la vie privée. Il est d’ailleurs primordial de savoir déconnecter en fin de journée pour se consacrer à sa vie personnelle.

 

8. Savoir utiliser les mails correctement
Les emails et visioconférences sont devenus habituels mais ne doivent pas être utilisés à outrance. En effet, il faut éviter au maximum d’adresser des emails ou d’organiser des visioconférences en dehors des horaires classiques de travail (tôt le matin, tard le soir, pendant le week-end), sauf urgence ou échanges avec l’étranger. Ce comportement a un impact sur la vie personnelle de ses collègues en empêchant la déconnexion.
Également, il est important d’envoyer ses mails à des destinataires précis. Utiliser les fonctions Cc, Cci et « répondre à tous » avec modération. Mieux vaut un mail adressé au bon destinataire qui se sentira ciblé et répondra, plutôt qu’un mail avec 10 destinataires qui ne répondront pas car ne se sentant pas ciblés.
L’ultime conseil à suivre ? Appliquer les règles de politesse et de bienséance, plus que bienvenues dans ce climat si particulier. Un bonjour, s’il te plaît, merci seront toujours bien reçus, à défaut de pouvoir se saluer, se serrer la main, ou tout simplement sourire à son interlocuteur.