Chargeur de portable par induction électromagnétique

Chargeur de portable
par induction
« L’électricité de demain peut-elle se passer de fils ? »
2013-2014 – Lycée de la Côtière –
Nathan MONTCOUDIOL
Achille LAMARQUE
Grégoire PESENTI
Nathan LEHRMANN

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Introduction
La transmission d'énergie sans fils n’est pas une idée nouvelle. Au début du 20ème
siècle, Nikola Tesla avait déjà effectué une transmission d'électricité sans fil. Il utilisait alors
l’induction électromagnétique. Il avait découvert que l’électricité pouvait être transmise à
travers l’air mais aussi la terre. Au cours de ses recherches, il avait
réussi à allumer des lampes à une distance moyenne et était
même capable de détecter une transmission d'énergie sur de
grandes distances.
Il avait construit une tour afin de
démontrer les possibilités de la
transmission d'énergie sans fil globale.
Malheureusement le projet n’aboutit pas
pour cause de problèmes financiers.
Néanmoins, Tesla était convaincu que
l’avenir de la transmission d'énergie se
passerait de fils.
Aujourd’hui la transmission d’électricité sans fil n’est pas
répandue dans notre société, cependant elle peut être promise à
un grand avenir.
Le rechargement d’une batterie sans fil par ondes électromagnétiques, ou rechargement
par induction sans fil, est une méthode permettant de transmettre de l’énergie électrique à
un appareil sans avoir besoin de connexion physique. En bref, le phénomène se produit
lorsqu’on induit un courant dans une bobine et qu’on approche une autre bobine. L’autre
bobine va capter le flux et générer un courant à son tour. Cette méthode, comme nous le
verrons, a beaucoup d’avantages et d'applications possibles.
Nous possédons des dispositifs à induction dans notre environnement quotidien.
On les retrouve dans nos cuisines avec les nouvelles plaques à induction, nos brosses à dents
électriques et encore plus récemment dans les téléphones mobiles de nouvelle génération,
qui peuvent se recharger sans chargeur filaire.
Cette technologie a certainement un plus grand potentiel que de recharger la brosse a
dents...
La tour de Tesla
Nikola Tesla

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Dans un contexte ou l’électricité est de plus en plus utilisée notamment dans
l'alimentation de nos futurs véhicules, sa transmission est une problématique d’actualité.
On remarque aussi de plus en plus une multiplication des câbles, pour charger tous nos
appareils électriques, toujours plus nombreux. Les appareils électroniques sont dorénavant
de plus en plus nombreux et gourmands en énergie (Smartphones), leur chargement est
inévitablement problématique de par la diversité
des connectiques non compatibles.
Plus généralement ce projet est l’occasion
pour nous de démontrer les possibilités d’une
technologie qui nous semble pleine de potentiel.
Nous avons mis en place une démarche expérimentale pour appréhender les phénomènes
relatifs à l’induction, et afin de les intégrer dans notre prototype. Le prototype réalisé est un
chargeur de portable par induction, le “Wiflux”.
Nous verrons au cours de ce dossier si l’électricité de demain peut se
passer de fils.

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Sommaire
I Notre démarche expérimentale :
- L’induction électromagnétique.
-Le cœur magnétique.
-La position des bobines
-La résonance
II La construction du Wiflux :
-Calculs théoriques pour la résonance
-Obtention d’un courant continu
-Montage
-Tests de rendements

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I
Démarche expérimentale
Dans cette partie, nous exposerons la démarche expérimentale que nous avons effectuée
afin d'appréhender les différents phénomènes physiques relatifs à l’induction. Pour chaque
expérience, nous définissons l’objectif, nous réalisons un montage (schémas électriques
réalisés sous ISIS), et décrivons un tableau de résultats. En conclusion, nous définissons ce
phénomène, et verrons en quoi il nous sera utile dans la construction du prototype.
Expérience n°1 : Le transformateur
L’expérience n°1 permet de montrer le transfert d’énergie entre deux bobines, avec un
circuit magnétique fermé du type transformateur.
Circuit réalisé :
Résultats de l'expérience 1
Nombre
de
spires
Nombre
de
spires
Tension
 (V)
Tension
 (V)
Intensité
 (mA)
Intensité
 (mA)
Rapport
Rapport
Rapport
Rapport
650
650
5
5
500
500
1
1
1
≈1
500
250
5
2,5
1000
500
2
2
2
≈1
250
1000
5
20
125
500
0,25
0.25
0,25
≈1