Les scientifiques du Japon ont développé une nouvelle méthode très efficace pour la conception de systèmes de transfert de puissance sans fil (WPT). En fonction de l’apprentissage automatique, la méthode permet à un système de maintenir la tension stable même si les charges changent – une étape clé vers une adoption plus large de puissance sans fil.
Les systèmes WPT sont déjà un élément clé de nombreux appareils, des smartphones et des capteurs biomédicaux aux stovetops d’induction, qui utilisent la mécanique du WPT pour chauffer les ustensiles de cuisine. Mais l’un des principaux problèmes de la technologie actuelle est qu’il lutte contre les fluctuations de puissance. En effet, ils sont dépendants de la charge, ce qui signifie que les performances d’un système sont considérablement affectées par le dispositif alimenté (la charge).
Les appareils comme les smartphones comptent sur une tension constante et régulée pour charger leurs batteries en toute sécurité. La résistance d’une batterie aux changements d’électricité lorsqu’elle se remplit, ce qui, dans un système WPT dépendant de la charge, peut faire fluctuer la tension. Cela peut endommager l’appareil ou réduire la vitesse de charge.
En comparaison, la nouvelle approche d’apprentissage automatique est indépendante de la charge (LI), ce qui signifie qu’ils peuvent fournir une puissance cohérente et maintenir une efficacité élevée, quel que soit le dispositif. Dans l’exemple de la batterie du smartphone, cela signifie que l’alimentation continuera d’être transférée efficacement à une tension régulière, quelles que soient les fluctuations de résistance qui peuvent se produire lorsque la batterie se remplit.
Ceci est particulièrement important pour les batteries plus grandes dans des applications plus complexes, telles que les véhicules électriques, où la charge peut se déplacer considérablement pendant la charge.
Les chercheurs ont révélé leurs résultats dans une nouvelle étude publiée en juin 2025 dans la revue Transactions IEEE sur les circuits et les systèmes.
Les systèmes WPT fonctionnent à travers un processus appelé Resonance, de la même manière qu’une radio ou une télévision reçoit un signal en direct. Un émetteur diffuse une fréquence spécifique d’onde électromagnétique en ajustant la façon dont la puissance oscille entre un condensateur et l’inducteur. Lorsque l’onde atteint un circuit récepteur réglé sur la même fréquence, les deux résonnent, amplifiant considérablement le signal.
Dans une radio, le signal est ensuite envoyé à d’autres composants pour être amplifié et démodulé pour créer un son, tandis que dans un système WPT, cette résonance permet au récepteur de capturer et de stocker l’énergie transmise sans fil.
Apprentissage automatique pour stimuler l’alimentation sans fil
La nouvelle technique utilise l’apprentissage automatique pour modéliser et optimiser moins de systèmes de transfert d’alimentation dépendants de la charge. Le processus consiste à construire un modèle virtuel du système, puis à exécuter des simulations du modèle en action tandis qu’une intelligence artificielle l’observe.
L’IA juge le fonctionnement du système, en fonction de critères comme la quantité de puissance perdue comme chaleur et la propreté du signal électrique. Il utilise ensuite une méthode d’essai et d’erreur pour optimiser le système afin qu’il fonctionne à une efficacité maximale, en transférant la puissance avec un minimum de fluctuations et une dissipation d’énergie.
En utilisant leur nouvelle méthode, les chercheurs ont réduit les fluctuations à 5%, contre 18% en utilisant un système dépendant de la charge, selon l’étude. Ils ont également augmenté l’efficacité du transfert d’énergie jusqu’à 86,7%, tandis que les systèmes dépendants de la charge peuvent fonctionner Aussi faible que 65% d’efficacité.
Les systèmes WPT indépendants des charges ont de grandes implications bien au-delà des dispositifs de charge sans fil, ledit auteur principal de l’étude Hiroo Sekiyaprofesseur à la Graduate School of Advanced Integration Science de l’Université de Chiba.
« Nous sommes convaincus que les résultats de cette recherche sont une étape importante vers une société entièrement sans fil », a-t-il déclaré dans un déclaration. « De plus, en raison du fonctionnement de Li, le système WPT peut être construit de manière simple, réduisant ainsi le coût et la taille. Notre objectif est de rendre le WPT banal dans les 5 à 10 prochaines années. »
Cette étude illustre également les façons dont l’IA peut être utilisée pour améliorer la conception des circuits électriques, conduisant à une transformation de « comment l’électronique d’alimentation est conçue, évoluant vers un avenir de conception de circuits automatisés », ont déclaré les chercheurs dans un communiqué.
