La puissance par le faisceau lumineux : Le système japonais offre une portée de 16 pieds grâce à des diodes électroluminescentes infrarouges

Des chercheurs de Tokyo ont mis au point un système qui utilise des diodes électroluminescentes infrarouges pour transmettre de l'électricité sans fil sur des distances allant jusqu'à 3 mètres (Source de l'image : Wiki Images / Pixabay)

Des chercheurs de Tokyo ont mis au point un système qui utilise un faisceau LED infrarouge guidé par une caméra pour alimenter sans fil de petites cellules photovoltaïques à des distances allant jusqu'à 16 pieds, même lorsque la cible est en mouvement et quelles que soient les conditions de luminosité ambiante. Bien que cette technologie soit encore relativement inefficace, elle présente un fort potentiel pour l'alimentation des capteurs IoT à l'avenir.

Marius Müller (traduit par Ninh Duy), Publié 11/18/2025 🇺🇸 🇩🇪 ...

Science

Une équipe de recherche de l'Institute of Science Tokyo a présenté un nouveau système qui fournit de l'énergie à de petits appareils à l'aide d'un faisceau lumineux LED focalisé, permettant la transmission d'énergie sans fil sur des distances allant jusqu'à 5 mètres. Cette technologie est principalement destinée aux appareils IoT, c'est-à-dire aux capteurs en réseau utilisés dans les environnements quotidiens ou industriels, tels que les thermostats intelligents ou les détecteurs de mouvement qui échangent automatiquement des données. L'étude a été publiée le 3 novembre dans la revue Optics Express.

Le concept est simple : un faisceau LED focalisé est dirigé vers des cellules photovoltaïques, qui convertissent la lumière en énergie électrique - une solution potentielle au défi croissant que représente l'alimentation d'un nombre toujours plus grand d'appareils IoT. À mesure que ces appareils prolifèrent, les coûts et les efforts associés au remplacement et à l'entretien des batteries augmentent également. Bien que la transmission optique d'énergie sur des distances de plusieurs pieds existe déjà, elle repose généralement sur des faisceaux laser, qui peuvent présenter des risques pour la sécurité. L'équipe de recherche dirigée par Tomoyuki Miyamoto et Mingzhi Zhao a donc opté pour des DEL infrarouges à haute puissance comme alternative plus sûre.

une portée de 16 pieds grâce à une focalisation étroite du faisceau

Au cœur du système se trouve une LED infrarouge, étroitement focalisée grâce à une configuration de lentilles à deux niveaux. Une lentille liquide ajuste dynamiquement la mise au point, tandis qu'une lentille fixe dirige le faisceau sur les cellules photovoltaïques. Selon l'étude, le faisceau de la LED reste suffisamment précis pour atteindre systématiquement les petites cellules solaires à des distances supérieures à 3 mètres.

Fonctionne également avec des cibles mobiles, même dans l'obscurité

Le système est également conçu pour alimenter des appareils en mouvement. Pour ce faire, il associe un miroir à deux axes à une caméra de profondeur. L'Intel RealSense D435 détecte les petites cellules solaires à l'aide de l'imagerie standard pendant la journée et de signaux rétroréfléchissants pendant la nuit. Un modèle d'intelligence artificielle contrôle le système et veille à ce que le faisceau lumineux soit automatiquement suivi et focalisé par la lentille liquide. Selon les chercheurs, la configuration fonctionne de manière fiable dans toutes les conditions d'éclairage - une exigence clé pour les capteurs IoT dans les environnements industriels ou éloignés.

a) Le projecteur infrarouge de la caméra de profondeur génère un motif de points infrarouges qui permet de détecter l'environnement même sans lumière visible. b) Les rétroréflecteurs des cellules photovoltaïques renvoient les points infrarouges, marquant ainsi la position de la cible. (Source de l'image : Institut des sciences de Tokyo)

Grâce à la combinaison d'un capteur RVB pour la détection à la lumière du jour et d'un projecteur IR avec rétroréflecteurs pour la détection dans l'obscurité, le système est conçu pour fonctionner de manière fiable de jour comme de nuit. (Source de l'image : Institut des sciences de Tokyo)

Pas encore très efficace, mais avec du potentiel

Selon les résultats de l'étude, le système fonctionne de manière fiable, mais il est encore trop inefficace pour une utilisation pratique au quotidien. Lors des essais, il a atteint une efficacité de 56,2 %, principalement limitée par les pertes de rayonnement et l'absorption dans la lentille liquide. Les chercheurs espèrent augmenter ce chiffre jusqu'à 80 % en optimisant l'optique des LED, ce qui rendrait les applications réelles beaucoup plus réalisables. À long terme, la technologie pourrait être utilisée partout où le remplacement des piles est coûteux ou le câblage peu pratique, en particulier dans les réseaux de capteurs industriels, mais aussi potentiellement dans les appareils domestiques intelligents ou les équipements de mesure médicaux.