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UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL
ASSERVISSEMENT DE L'ÉNERGIE INDUCTIVE TRANSMISE AUX
IMPLANTS ÉLECTRONIQUES
AREF TRIGUI
DÉPARTEMENT DE GÉNIE ÉLECTRIQUE
ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL
MÉMOIRE PRÉSENTÉ EN VUE DE L’OBTENTION
DU DIPLÔME DE MAÎTRISE ÈS SCIENCES APPLIQUÉES
(GÉNIE ÉLECTRIQUE)
JANVIER 2014
© Aref Trigui, 2014.

UNIVERSITÉ DE MONTRÉAL
ÉCOLE POLYTECHNIQUE DE MONTRÉAL
Ce mémoire intitulé :
ASSERVISSEMENT DE L'ÉNERGIE INDUCTIVE TRANSMISE AUX
IMPLANTS ÉLECTRONIQUES
présenté par : TRIGUI Aref
en vue de l’obtention du diplôme de :
a été dûment accepté par le jury d’examen constitué de :
Maîtrise ès sciences appliquées
M. BRAULT Jean-Jules
M.
, Ph.D., président
SAWAN Mohamad
M.
, Ph.D., membre et directeur de recherche
BOUKADOUM Mounir, Ph.D., membre

iii
DÉDICACE
À mes parents, Brahim et Awatef,
Ma sœur, Abir et mes deux nièces, Meriem et Nour

iv
REMERCIEMENTS
Je tiens tout d’abord à remercier Dieu le tout puissant et miséricordieux, qui m’a donné la
force et la patience d’accomplir ce modeste travail.
En second lieu, je tiens à remercier mon directeur de recherche, Mohamad Sawan pour
m’avoir accueilli au sein de son équipe de recherche et m’a permis de réaliser mes travaux dans
d’excellentes conditions de travail.
Je remercie M. Jean-Jules Brault, professeur au département de génie électrique de
l’École Polytechnique de Montréal, d’avoir accepté de présider le jury de ce mémoire de maîtrise.
J’adresse également mes remerciements à M. Mounir Boukadoum, professeur à l’Université de
Québec À Montréal, qui a accepté de faire partie de ce jury. Leurs remarques et suggestions
m'ont été très utiles et fructueuses pour la finalisation de ce mémoire.
Je tiens à remercier aussi les étudiants de l’équipe Polystim pour leur aide, leurs
suggestions et leurs conseils. En particulier à Fayçal Mounaim et Sami Hached pour m’avoir
épaulé et orienté tout au long de maîtrise ainsi que Zaki Ajabi pour m’avoir aidé à programmer le
microcontrôleur. Je remercie également Abrar Belghith de m’avoir aidé à soigner l’écriture du
mémoire.
J’adresse également mes remerciements aux techniciens de la section microélectronique,
Jacques Girardin, Bryan Tremblay et Laurent Mouden pour leur assistance technique et leur aide
pour la construction des prototypes.
Je remercie le ministère d’enseignement supérieur et recherche scientifique en Tunisie
pour leur soutien financier ainsi que le directeur des ventes de Tektronix Richard Duhamel de
m’avoir prêté des équipements de test précieux.
Finalement, je tiens à remercier mes parents, ma sœur ainsi que mes amis plus
particulièrement Zied Koubaa pour l’encouragement et le support pendant mon cheminement.

v
RÉSUMÉ
Ce mémoire concerne le domaine d’alimentation énergétique des implants médicaux
électroniques (IME). L’alimentation des IME par couplage inductif a toujours été appréciée pour
sa biocompatibilité et sa capacité à transmettre une quantité d’énergie suffisante aux implants
électroniques. Bien que cette méthode fût introduite il y a longtemps, plusieurs défis restent à
relever. Le défi majeur est la sensibilité de l’efficacité du transfert d’énergie à la variation de
certains paramètres du lien comme le facteur de couplage entre les bobines, la charge du côté
récepteur et l’inductance des bobines. Une variation de l’un de ces paramètres est en mesure
d’altérer la fréquence de résonance primaire et réduire en conséquence la quantité d’énergie
transférée vers l’IME.
Dans ce contexte, nous présentons une nouvelle technique pour compenser la variation des
paramètres du lien inductif. Elle permet de maintenir l’état de résonance dans le transmetteur et
d’assurer une meilleure transmission d’énergie en dépit de ces variations. Un transmetteur
d’énergie inductive asservi est alors proposé. Ce système est transportable et est alimenté par des
batteries rechargeables. Il est composé d’un transmetteur d’énergie inductive classique et d’une
boucle d’asservissement. Le transmetteur classique émet un champ inductif (ou champ
magnétique alternatif) grâce à un oscillateur à quartz, un amplificateur de puissance (AP) de
classe E et un circuit résonant primaire constitué d’un condensateur et d’une bobine d’émission.
La boucle d’asservissement, quant à elle, sert à compenser les variations des paramètres du lien
capables d’altérer la fréquence de résonance du circuit primaire. La boucle comporte
principalement un bloc de détection de la tension aux bornes de la bobine d’émission (image de
la puissance à transférer vers l’IME) et un micro moteur pas-à-pas à haute résolution qui agit sur
le condensateur de résonance primaire et indirectement sur la fréquence de résonance.
Le système proposé utilise une fréquence de fonctionnement de 13,56 MHz réservée aux
applications industrielles, scientifiques et médicales (ISM). Cette fréquence offre notamment un
bon compromis entre la compatibilité avec le milieu biologique et la portée de transmission.
Étant donné que le système proposé est situé à l’extérieur du corps humain et que l’amplificateur
de classe E génère une puissance assez élevée, le prototype a été réalisé sur un circuit imprimé à
l’aide des composants discrets commerciaux.