Modélisation électrique d'une pile microbienne sédimentaire et extraction de son énergie par un flyback en mode discontinue

La recuperation d'energie ambiante est une solution efficace et respectueuse de l'ecosysteme pour alimenter de maniere autonome des noeuds de capteurs, promouvant ainsi leur deploiement dans differents environnements. La pile microbienne benthique (SMFC) est un systeme recuperant l'energie de la biomasse sedimentaire a l'aide du metabolisme electro-actif des bacteries presentes naturellement dans le milieu. Un prototype a ete concu en laboratoire et modelise electriquement. Bien que prometteuse comme source d'energie long terme pour des capteurs marins, ses niveaux de puissance (autour de 100µW) et de tension (0,6V en circuit ouvert) nous engage a mener une reflexion sur la conception de son interface electronique de recuperation. Cette etape est cruciale pour extraire le maximum d'energie et elever sa tension au minimum requis par le capteur (quelques volts). Afin de controler l'impedance d'entree et le gain en tension independamment, cet article presente un convertisseur flyback en mode de conduction discontinue. A l'aide d'un modele complet du flyback valide experimentalement, nous avons etudie l'origine de chaque perte afin de parvenir a un compromis nous permettant de concevoir efficacement un flyback, pour des transferts de puissance n'excedant pas la centaine de µW. Nous avons ainsi pu mettre en evidence la predominance des pertes dues a l'hysteresis du materiau magnetique utilise pour les inductances couplees ainsi que celles engendrees par la commande du commutateur. En suivant cette methode, nous avons pu concevoir un prototype optimise atteignant 71% de rendement pour une source d'energie delivrant 90µW.