Dossier énergie et mobilité : les solutions du futur

14 janvier 2009 à 21h31
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Ces dix dernières années, de très nombreuses innovations ont fait avancer le petit monde de la mobilité. Interface, géolocalisation, stockage, moyens de communication... quel que soit le domaine, on constate que d'importants progrès ont été réalisés. Toutes ces nouveautés pourraient presque nous faire croire que nous avons atteint le sommet de la courbe, qu'il sera impossible de faire mieux dans les années à venir. L'exhaustivité des fonctionnalités actuelles nous ferait presque oublier que le meilleur est à venir.

Pourtant, les fabricants ont encore plus d'un tour dans leur sac pour éblouir les consommateurs en mal de changement. Quel que soit le domaine, la marge de progression reste importante. Cette semaine, nous vous proposons de réaliser un petit tour d'horizon des nouvelles solutions de rechargement. Obsolète, notre bon vieux chargeur filaire ? Le fidèle périphérique des utilisateurs nomades risque bien de ne pas passer le cap de la prochaine décennie. Pour en savoir plus sur les nouvelles technologies de rechargement, nous vous proposons de faire un petit tour d'horizon des solutions futures...
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La recharge sans fil : le prochain standard ?

La recharge sans fil : introduction

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Palm Pre : un précurseur.
Comme son nom l'indique, ce procédé consiste à recharger un appareil en le posant simplement sur une surface prévue à cet effet. Le principal bénéfice est d'éviter de devoir constamment brancher son mobile pour le recharger. Bien sûr, cet argument risque de ne pas convaincre les geeks habituées à synchroniser quotidiennement leur compagnon électronique. Dans ce cas, la sauvegarde, la synchronisation et le rechargement s'effectuent de façon totalement « transparente ». Malgré tout, on note tout de même deux bénéfices indéniables. Tout d'abord, la mise en place d'un standard (ce dernier pourrait naitre du consortium Wireless Power, voir chapitre suivant), permettrait aux mobinautes d'éviter les dépenses liées à l'achat de nouveaux chargeurs et/ou adaptateurs allume-cigare. D'autre part, si un tel standard se généralisait, il ne serait plus forcément nécessaire d'emporter son chargeur partout avec soi lors d'un déplacement (remarquez que le format mini USB apporte déjà cette souplesse). Enfin, le dernier avantage est loin d'être négligeable : l'absence de connectique coupe court aux problèmes mécaniques de détérioration du câble et/ou des prises. En bref, même s'il ne s'agit pas d'une révolution en soi, le procédé est tout de même accompagné d'une série de points positifs indéniables.

Seules trois questions subsistent...
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Une nouvelle norme ?
Tout d'abord, le système prendra uniquement son sens lorsqu'un standard majoritaire s'imposera. Palm a fait le choix de faire cavalier seul, il ne reste qu'à espérer que la concurrence emprunte une voie opposée. Vient ensuite le problème de la santé. Dix années n'ont pas suffi à faire tomber les doutes pour la téléphonie mobile... Il y a fort à parier que dans le cadre des systèmes de chargement sans fil, la réponse à cette question se fasse également attendre. Le dernier point à éclaircir concerne les pertes électriques entrainées par un tel procédé. Avec les petits transformateurs (transfert par induction), le rendement est compris entre 50 et 80 %. Le rechargement par induction reprend ce principe, le confort du sans-fil sera donc obtenu au prix d'une consommation électrique supérieure (même si Fulton annonce un rendement de 98 % pour les appareils de 120 volts avec la technologie eCoupled).

Un standard pour le rechargement sans fil ?

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Vers un consortium ?
La mise en place d'un standard donnerait tout son sens à une telle technologie. Palm n'a pas retenu cette option avec son Pre, mais heureusement, une initiative pourrait bien changer la donne. Depuis peu, la société Fulton Innovation œuvre dans ce sens. Pour parvenir à ses fins, elle a créé un consortium (Wireless Power) auquel adhèrent d'ores et déjà neuf partenaires industriels prestigieux (comme Logitech, National Semiconductor, Olympus, Philips, Sanyo et Texas Instruments). Dans un premier temps, ces industriels vont se focaliser sur l'élaboration d'une norme capable d'alimenter les appareils électriques dont la consommation n'excède pas les 5 Watts (téléphones portables, Smartphones, PDA, par exemple). Par la suite, l'objectif sera de prendre en charge les dispositifs plus gourmands en énergie (jusqu'à 100 Watt). Le travail réalisé porte déjà ses fruits : il a donné naissance à Ecoupled, une technologie de transfert d'électricité sans fil. Plusieurs grandes marques (comme Bosh, Energizer, Leggett & Platt, Motorola, Texas Instruments, etc.) s'intéressent de près à ce procédé. Des appareils mobiles compatibles devraient voir le jour, mais l'innovation est loin de se limiter au domaine de la mobilité. Par exemple, Leggett & Platt (un géant américain de l'ameublement) pourrait envisager d'intégrer des « zones de chargement » à l'intérieur de tables ou meubles de bureau.


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La recharge sans fil : des solutions existent déjà !

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Le Touchstone
Dans l'inconscient collectif, le rechargement sans fil est une technologie futuriste (et donc, inaccessible). On imagine également qu'une fois disponibles, ces accessoires seront vendus à prix d'or. Pourtant, toutes ces idées sont fausses ! Aux États-Unis, de nombreuses start-ups proposent déjà leurs solutions de rechargement sans fil. Certaines d'entre elles sont particulièrement astucieuses et pour ne rien gâcher, les prix pratiqués restent raisonnables. Bien sûr, on pourra également parler du dernier-né de la gamme Palm : avec le Pre, le célèbre constructeur enfonce le clou en proposant le premier module de rechargement sans fil optionnel. Établissons un bref état des lieux des solutions techniques existantes...

Palm : quand le pionnier de la recharge sans fil fait cavalier seul

Pour l'heure, nous sommes tous obligés de brancher nos appareils lorsque la batterie atteint un niveau critique. Cette habitude ancestrale pourrait bien changer dans le courant de l'année 2009. Le 8 janvier 2008, Palm a profité du CES pour présenter le Palm Pre. Cet appareil présente une particularité qui préfigure la tendance à venir : un module de charge sans fil nommé « Touchstone » peut être acheté en option ! Dans la pratique, il suffit de poser son PDAphone sur cette zone pour démarrer la séquence de rechargement. Quelques prototypes ainsi que de plus rares solutions commerciales avaient déjà vu le jour, mais cette fois, c'est au tour d'un grand constructeur de couper le cordon ! Sur le plan technique, Palm annonce que l'appareil pourra être placé sur la zone en position horizontale ou verticale. Dans les deux cas, des aimants positionneront le mobile de manière à optimiser les transferts électriques. Une seule inconnue subsiste : qu'en est-il de la synchronisation des données ? Il y a fort à parier que le socle se cantonne au chargement. À l'époque de feu OS5, Palm avait publié un utilitaire capable d'effectuer des synchronisations en utilisant le réseau GSM (avec un serveur distant). Le Palm Pre est prévu pour être relié au Web en permanence, la notion même de synchronisation locale devrait donc être amenée à disparaitre.




Le Palm Pre (vidéo par Greg Kumparak)


Les systèmes de chargement sans fil proposés par Powermat

A l'occasion du CES qui s'est tenu à Las Vegas du 8 au 11 janvier 2009, Powermat à présenté sa nouvelle gamme de kits de rechargement sans fil (vidéo Engaget disponible ici ). En résumé, le kit de base se compose d'une « plaque » de rechargement capable
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Intérêt de la chose ?
d'accueillir trois appareils mobiles. Ce dispositif devra bien évidemment être relié sur secteur à l'aide d'un câble. Pour lancer une recharge, il suffit d'y déposer un appareil mobile équipé d'un récepteur compatible. Lorsque ce dernier est positionné correctement, une LED bleu de témoin de charge s'active. En dehors du procédé lui-même, une seconde originalité bienvenue mérite d'être soulignée : les kits de charge font également office de paroi de protection pour le mobile (voir photo). Powermat a même pensé aux appareils ne disposant pas d'une coque compatible. Dans ce cas, il sera possible de faire l'acquisition d'un récepteur aux allures de « yo-yo » (pourvu d'un fil et de son adaptateur assorti, voir photo). Cette étrange initiative ne manquera pas d'étonner les sceptiques : à quoi bon utiliser un dispositif sans fil si au final, l'utilisateur est obligé de brancher son dispositif mobile ? Le système par coque reste tout de même convaincant et pour ne rien gâcher, les tarifs restent abordables. Powermat compte proposer la zone de charge pour une centaine de dollars. Les coques devraient couter 35 dollars.

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Wildcharge : la vraie fausse solution de chargement sans fils

Il y a de cela un an,nous annoncions dans nos colonnes qu'un fabricant du nom de Wildcharge était sur le point de commercialiser une solution de rechargement sans fil par induction. Il semblerait bien que l'heure de vérité ait sonné. En faisant un détour sur le site officiel, on constate que de nombreux accessoires sont disponibles à la vente. Comme un bonheur ne vient jamais seul, les prix pratiqués semblent être particulièrement alléchants. Malheureusement, le soufflé retombe assez vite lorsque l'on épluche les caractéristiques techniques... En réalité, il n'est absolument pas question de recharger son mobile par induction ! La transmission d'énergie est simplement assurée par un contact électrique classique ! Trois « pointes » métalliques dépassent à l'arrière de la partie qui se loge sur le mobile. Le rechargement s'effectue donc lorsqu'on les pose sur la surface à lamelle du Wildcharge. Le constructeur met sa technologie (si tant est que l'on puisse appeler cela comme ça) en avant en déclarant que le rendement est optimal et surtout, qu'elle évite la génération d'ondes électromagnétiques (supposés néfastes). Ces points se défendent, mais les prix pratiqués font plus penser à une douce arnaque qui surferait allègrement sur le « buzz » qui entoure les systèmes de rechargement par induction.

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Les solutions proposées par Fulton Innovation

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La société Fulton Innovation est à l'origine d'un consortium destiné à promouvoir et à mettre en place une norme mondiale de rechargement par induction (consultez ce chapitre pour de plus amples détails). L'entreprise ne se limite pas à essayer de mettre un standard en place, elle a profité du CES 2009 pour présenter ses propres solutions de rechargement par induction. Ces produits ne sont pas encore commercialisés, mais certains d'entre eux paraissent prometteurs. Par exemple, le socle de changement arbore un design flatteur. Dans un genre plus discret, la démonstration d'une table de bureau intégrant des zones de chargement fait également son petit effet. Enfin, Fulton Innovation a aussi profité de l'événement pour présenter une télécommande compatible. Cette dernière se met en charge lorsqu'elle est posée sur le récepteur TV. Mieux encore : l'appareil s'allume automatiquement lorsqu'on saisit la télécommande (et se met en veille lorsqu'on la repose). Les bonnes idées ne manquent pas, il ne reste plus qu'à savoir à quel moment les industriels décideront de franchir réellement le pas.







Démonstrations techniques de Fulton Innovation présentées au CES 2009 (vidéo par Engadget)

Vers un avenir sans chargeur : l'énergie cinétique

Le chargement cinétique : introduction

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Cette méthode de rechargement n'est pas seulement impressionnante, elle est également très prometteuse. Tout au long de cet article, nous avons étudié les nouvelles formes que pourraient prendre nos vieux adaptateurs secteurs. Pourtant, la vérité est peut-être ailleurs... et si ce périphérique disparaissait purement et simplement de nos vies ? Le chargement cinétique repose sur un principe particulièrement simple : transformer vos mouvements quotidiens en courant électrique ! Dans ce cas, l'appareil se recharge lui-même, le concept même de chargeur n'a donc plus de sens ! Comment réaliser un tel prodige ? Simple : un aimant libre entouré d'une bobine est agité par vos déplacements. Lorsqu'il est en mouvement, ce dernier induit un courant électrique dans le bobinage qui l'entoure. De nuit, les cyclistes utilisent presque tous un dérivé de cette technologie : la dynamo fonctionne suivant ce principe de base. Les appareils mobiles vont-ils pouvoir bientôt bénéficier de ce concept redoutable ? En réalité, des montres fonctionnant sur ce principe existent depuis plus de dix ans. Dans le cas d'un PDA ou d'un Smartphone, la demande en énergie est tout autre, mais malgré cela, des projets plus ou moins aboutis parviennent tout de même à voir le jour. En voici quelques exemples :

Orange Dance Charge : dansez, chargez !

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Lors du festival de Glastonbury, Orange UK a présenté le Dance Charge. L'appareil (développé en partenariat avec la société GotWind) se présente sous la forme d'un brassard équipé d'un système de rechargement cinétique. Au total, le dispositif ne pèse pas plus de 180 grammes (sans mobile). D'après les équipes techniques responsables du projet, une heure de dance permet de recharger un n95 à hauteur de trois barres (soit environ 15 minutes de conversation). Ces résultats sont encourageants, il ne reste qu'à espérer que le rendement soit suffisamment lorsque les mouvements sont moins intenses...


M2E : le changeur cinétique

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M2E power (pour Motion to Energie ou, mouvement pour énergie) est une jeune start-up américaine qui a été crée l'année dernière. Cette société est spécialisée dans l'élaboration de solutions de rechargement cinétique. Pour l'heure, l'entreprise n'a pas encore dépassé le stade du développement de prototypes destinés à des applications civiles ou militaires. La donne pourrait bien changer prochainement. En effet, en aout dernier, la compagnie a annoncé qu'elle lancerait une batterie mobile pouvant être rechargée par énergie cinétique ou sur secteur (au besoin) dans le courant de l'année 2009. L'appareil en question se présentera sous la forme d'un adaptateur secteur traditionnel à la différence près qu'il intégrera sa propre solution de rechargement (système cinétique + accu lithium-ion). Le rendement énergétique sera-t-il au rendez-vous ? Si l'on en croit un responsable de la société, la version finale sera capable de produire le un courant équivalant à 60 minutes de conversation en à peine six heures de mouvement. Malheureusement, l'homme ne donne pas de précisions concernant l'intensité des mouvements lors du protocole de test. L'appareil sera-t-il réservé aux seuls danseurs de tecktonik ? Réponse dans le courant de l'année.

PEG : chargez vos batteries en marchant

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Le PEG (pour Personal Energy Generator ou, générateur d'énergie personnel) se présente sous la forme d'un tube sur lequel on viendra raccorder son appareil mobile pour l'alimenter. Un prototype a été présenté lors du CES (Consumer Electronics Show) à Las Vegas en janvier 2009. Avec ce dispositif, la société nPower entend bien séduire les personnes désireuses de gagner en autonomie. Bien sûr, pour que le système fonctionne, l'utilisateur devra effectuer son quota quotidien de trajets piétons. Pour ce qui est du reste des spécifications, le constructeur précise que le dispositif sera compatible avec les principaux Smartphones du marché (iPhone, Blackberry, etc.) ainsi qu'avec quelques baladeurs audio (iPod, au hasard). L'engin (relativement encombrant) délivre une puissance de 4 Watts (5V continu, 200 milliampères).

Vers un avenir sans chargeur : l'énergie solaire

L'énergie solaire : introduction

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Les chargeurs (filaire ou sans fil) nous accompagnent depuis de nombreuses années. Au rythme où vont les choses, cette habitude ne devrait pas changer à court et moyen terme. Pour autant, il n'est pas impossible qu'un jour, nous soyons enfin débarrassés de ce compagnon indispensable, mais encombrant. Les énergies renouvelables ont le vent en poupe, de là à ce qu'elles s'invitent un jour sur nos mobiles, il n'y a qu'un pas. Même si elles ne sont pas toujours convaincantes, des solutions de rechargement par énergie solaire sont d'ores et déjà disponibles. Pour y voir un peu plus clair, nous avons dressé un bref état des lieux des solutions actuelles et futures...


Tant qu'il y aura du vent et du soleil ...

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Le Kinesis K2 solar / wind charger a été présenté lors du CES (Consumer Electronics Show) à Las Vegas en janvier 2009 dernier. Ce dispositif particulièrement encombrant aux tons jaune tape-à-l'œil est capable d'alimenter un appareil mobile grâce à un panneau solaire situé sur la face avant. L'originalité du K2 saute aux yeux : l'appareil est muni d'une mini éolienne capable de produire de l'électricité lors des journées venteuses. L'ensemble fleure bon le gadget destiné à finir ses jours sur étagère poussiéreuse, mais il ne faudra pas forcément tirer de conclusions hâtives... Attendons de voir si bête est capable de faire ses preuves. Dans le cas contraire, d'autres solutions viables ne devaient pas tarder à pointer le bout de leur nez.


Un panneau solaire dans l'écran ?

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Le principe même du panneau solaire est accompagné d'un inconvénient relativement gênant. Pour obtenir un rendement suffisant pour un appareil mobile de type Smartphone ou PDAphone, il faut utiliser un panneau photovoltaïque de taille conséquente. Cette contrainte technique pose problème avec les petits appareils. Faut-il pour autant en déduire que l'énergie solaire n'a pas d'avenir dans le monde de la mobilité ? Certainement pas. Le 24 avril 2002, Apple déposait un brevet particulièrement intéressant. Ce dernier décrit un système astucieux qui consiste à incruster un capteur solaire directement dans l'écran. Ainsi, la grande surface de nos mobiles peut être mise à contribution pour prolonger l'autonomie de façon significative !

Ce que le futur nous réserve

Augmentation conséquente de l'autonomie

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Atif Shamim
Ce premier paragraphe est hors contexte dans la mesure où il ne sera pas ici question d'abolir nos dispositifs de rechargement. La problématique de l'augmentation de l'autonomie n'en demeure pas moins importante. Dans ce domaine, il y a fort à parier que le meilleur est à venir. Les constructeurs de batterie ont déjà réalisé des progrès considérables, mais malheureusement, le consommateur final n'en saisit pas forcément la portée. Ceci s'explique par le fait qu'en parallèle, la demande d'énergie a évolué de façon conséquente. Malgré cela, la donne pourrait bien changer dans un futur proche. Le standard Lithium-ion devrait être amené à évoluer et, finesse de gravure aidant, les consommations devraient diminuer. De plus, ces évolutions seront peut-être accompagnées d'un lot d'innovations bienvenues. Par exemple, récemment, un chercheur nommé Atif Shamim a démontré qu'il était possible de réduire la consommation électrique d'un mobile en remplaçant les câbles qui relient l'antenne au circuit imprimé par un système sans fil.


La prouesse technique d'Intel

L'idée qu'un courant électrique puisse être transmis dans les airs sans que le moindre fil soit nécessaire semble appartenir au domaine de la fiction. Pourtant, aussi incroyable que cela puisse paraitre, Intel est bel et bien parvenu à transformer cette douce utopie en une réalité technique ! A l'occasion de l'IDF 2008 (Intel Developer Forum), le fondeur a créé la surprise en présentant un premier dispositif opérationnel ! Le prototype mis au point par les laboratoires de recherche et développement d'Intel est capable d'alimenter sans fil une ampoule de 60 Watts située à quelques dizaines de centimètres. Cette distance reste faible et la plupart des appareils réclament davantage de puissance, mais cela n'enlève rien à la prouesse. Le constructeur américain est parvenu à poser la première pierre d'une technologie qui paraissait irréalisable il y a quelques années de cela.


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Présentation d'Intel lors de l'IDF 2008 (c) images geekzone

Conclusion

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À court terme : les systèmes de chargement sans fil pourraient bien commencer à se généraliser en 2009. Palm a tiré le premier en proposant un module optionnel pour son tout nouveau Pre. En toute logique, d'autres constructeurs devraient suivre le mouvement. Par rapport aux chargeurs traditionnels, on ne pourra pas parler de révolution, mais plus d'évolution. Malgré cela, le procédé apporte tout de même son lot de confort. Les manipulations quotidiennes sont simplifiées. D'autre part, la transmission par contact permet d'éviter les problèmes de détérioration des prises et/ou du câble de liaison. Ces progrès sont appréciables, il ne reste plus qu'à espérer qu'un standard commun s'impose rapidement. L'interopérabilité donnerait tout son sens à cette nouvelle technologie. En l'absence d'une telle norme, les mobinautes seraient contraints de transporter systématiquement leur(s) chargeur(s) lors de déplacements (ce qui n'est plus le cas depuis l'avènement du format USB). Concernant la santé cette fois, nous ne devrions pas avoir de soucis à nous faire : le système utilisé est identique à celui qui est utilisé pour les transformateurs de nos chargeurs classiques.

A moyen terme : des progrès importants devraient être réalisés dans le domaine de
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l'autonomie. Deux causes principales entraineront cette conséquence. Tout d'abord, la capacité de charge des batteries devrait augmenter de façon significative dans les années à venir. Le procédé Lithium-ion est amené à évoluer et dans un futur proche, il sera peut-être même remplacé par d'autres solutions techniques (pile à combustible, etc.). En parallèle, il n'est pas impossible que la demande en énergie suive une tendance inversement proportionnelle. Finesse de gravure aidant, les fondeurs parviennent à concevoir des puces basse consommation particulièrement performantes (la gamme Atom d'Intel en est un bon exemple). Les circuits sans fil (Wi-Fi, GSM, Bluetooth) ne font pas exception à la règle. Dans le domaine, les constructeurs ont déjà fait beaucoup de progrès et l'avenir nous réserve peut-être son lot de surprises.

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À long terme : dans le futur, la notion même de chargeur n'aura peut-être plus de sens. L'optimisation de la consommation électrique donnera peut-être un nouveau souffle aux solutions basées sur les énergies renouvelables. Par exemple, le brevet d'Apple (intégration d'un panneau solaire dans l'écran) laisse imaginer qu'un jour, nos mobiles seront peut-être totalement autonomes. Une autre voie doit être considérée avec tout le sérieux qu'il se doit. Pour le moment, les dispositifs de rechargement cinétique en sont encore à leurs balbutiements. Une diminution significative de la consommation électrique pourrait leur permettre de revenir sur le devant de la scène (des montres totalement autonomes basées sur ce principe existent depuis plus de 10 ans). Pour achever ce chapitre, on pourra évoquer la question de la transmission de l'électricité dans les airs. Les premiers pas d'Intel transforment un principe qui se cantonnait au domaine de la science-fiction en réalité palpable. Allons-nous assister à la mort du concept de chargeur au sens où nous l'entendons ? Réponse au cours de la prochaine décennie.
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