DOMAINE DE L' INVENTION La présente invention concerne le domaine des dispositifs pour la récupération d'énergie. Elle concerne en particulier un générateur produisant de l'électricité à partir d'un mouvement.

ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE DE L' INVENTION

Il apparaît de plus en plus intéressant de concevoir des dispositifs autonomes, capables de récupérer de l'énergie venant de leur environnement et de la convertir en énergie électrique, pour alimenter un capteur, un interrupteur ou encore un composant radiofréquence . Combiner des récupérateurs d'énergie miniatures et des technologies sans fil fonctionnant à faible puissance ouvre ainsi de larges opportunités d'applications notamment dans les domaines de la domotique et de l' internet des objets (« Internet of Things ») .

Les matériaux piézoélectriques ont des propriétés précieuses pour les dispositifs de récupération d'énergie mécanique. En effet, la piézoélectricité correspond à la génération de charges électriques sous l'influence d'une contrainte mécanique et a été mise à profit dans de nombreux générateurs d'électricité basés sur la récupération d'énergie.

On connaît notamment le document JP2003/189641, qui décrit un générateur comprenant un élément piézoélectrique apte à subir une déformation par vibration de son support selon un axe vertical. La vibration est générée par une force de répulsion liée à des changements de position relative entre deux aimants : le premier étant solidaire du support et le second étant en rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'axe vertical . OBJET DE L' INVENTION

Un objet de la présente invention est de proposer une solution alternative aux solutions existantes de l'art antérieur. Un objet de l'invention est notamment de proposer un générateur compact et efficace, produisant de l'électricité à partir d'un mouvement.

BREVE DESCRIPTION DE L' INVENTION

La présente invention concerne un générateur pour transformer un mouvement de rotation d'un organe rotatif selon un axe principal en une accumulation de charges électriques aux bornes de deux électrodes. Le générateur comprend :

· Un support ;

• Un transducteur électro-actif disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe principal et composé d'une couche de matériau piézoélectrique et des deux électrodes ; au moins une première partie du transducteur étant fixée sur le support ;

• Un corps actionneur, solidaire d'une deuxième partie du transducteur de manière à appliquer une contrainte à ce dernier lorsque le corps actionneur est déplacé selon l'axe principal, et comportant au moins un premier élément magnétique ;

• L'organe rotatif comportant au moins un deuxième élément magnétique configuré pour générer un gradient de champ magnétique au voisinage du premier élément magnétique ; le mouvement de rotation de l'organe rotatif, relativement au support, conduisant à rendre ledit gradient de champ magnétique variable pour induire des forces magnétiques bidirectionnelles ou unidirectionnelles sur le premier élément magnétique suivant l'axe principal, et déplacer le corps actionneur le long de l'axe principal. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou selon toute combinaison techniquement réalisable : · une face du transducteur est fixée sur le support et la contrainte appliquée par le corps actionneur à la couche de matériau piézoélectrique induit une déformation de celle-ci selon l'axe principal ;

• le transducteur est composé d'une membrane déformable de laquelle la couche de matériau piézoélectrique est solidaire et la contrainte appliquée par le corps actionneur est apte à déformer la membrane pour induire une déformation de la couche de matériau piézoélectrique ;

• la première partie du transducteur, fixée sur le support, est une partie périphérique et la deuxième partie du transducteur, solidaire du corps actionneur, est une partie centrale ;

• le corps actionneur comporte un pied central solidaire de la partie centrale du transducteur et un premier corps comprenant au moins un premier logement ; le premier élément magnétique étant disposé dans le premier logement ;

• le premier corps comporte une pluralité de premiers logements, une pluralité de premiers éléments magnétiques étant disposée dans lesdits premiers logements ;

• les premiers éléments magnétiques présentent la même polarité ;

• le pied central du corps actionneur établit une liaison glissière avec le support ;

· le corps actionneur est muni d'un système de ressort coopérant avec le support et apte à ramener le corps actionneur dans une position donnée selon l'axe principal ;

• l'organe rotatif comprend un deuxième corps en vis-à-vis du premier corps, comprenant au moins un deuxième logement ; le deuxième élément magnétique étant disposé dans le deuxième logement ;

• le deuxième corps comporte une pluralité de deuxièmes logements, une pluralité de deuxièmes éléments magnétiques étant disposée dans lesdits deuxièmes logements ;

• les deuxièmes éléments magnétiques présentent la même polarité ;

• le premier et le deuxième corps sont espacés d'une distance comprise entre 0 et 1mm ;

· le au moins un premier élément magnétique et le au moins un deuxième élément magnétique présentent une aimantation axiale sensiblement parallèle à l'axe principal ;

• le au moins un premier élément magnétique et le au moins un deuxième élément magnétique présentent une polarité identique selon l'axe principal ;

• le au moins un premier élément magnétique et le au moins un deuxième élément magnétique présentent une polarité opposée selon l'axe principal ;

• l'un parmi le au moins un premier élément magnétique et le au moins un deuxième élément magnétique présente une aimantation axiale sensiblement parallèle à l'axe principal, et l'autre présente une aimantation axiale sensiblement perpendiculaire à l'axe principal ;

• l'organe rotatif comprend un troisième corps en vis-à-vis du premier corps, ce dernier se trouvant entre le deuxième et le troisième corps ; le troisième corps comprenant au moins un troisième logement ; au moins un troisième élément magnétique étant disposé dans le troisième logement ;

· le troisième corps comporte une pluralité de troisièmes logements, une pluralité de troisièmes éléments magnétiques étant disposée dans lesdits troisièmes logements ; • les troisièmes éléments magnétiques présentent la même polarité ;

• le premier et le troisième corps sont espacés d'une distance comprise entre 0 et 1mm ;

· le au moins un deuxième élément magnétique et le au moins un troisième élément magnétique présentent une polarité opposée selon l'axe principal ;

• le générateur comprend un élément d' interface solidaire de l'organe rotatif et destiné à être mu en rotation par un utilisateur ;

• le générateur comprend un élément poussoir solidaire du corps actionneur, apte à déplacer ce dernier en translation le long de l'axe principal ;

• la couche de matériau piézoélectrique comprend un matériau choisi parmi le PZT, l'AIN, le BaTi03, le BST, le PVDF, le quartz ;

• la membrane déformable comprend un matériau choisi parmi un matériau piézoélectrique, le laiton, l'acier, l'inox, le titane, une céramique, un plastique.

L' invention concerne également un générateur pour transformer un mouvement de rotation d'un organe rotatif selon un axe principal en une accumulation de charges électriques aux bornes de deux électrodes, le générateur comprenant :

• Un support ;

• Un transducteur électro-actif disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe principal et composé d'une couche de matériau piézoélectrique et des deux bornes électriques ; au moins une première partie du transducteur étant fixée sur le support ;

• Un corps actionneur, solidaire d'une deuxième partie du transducteur de manière à appliquer une contrainte à ce dernier lorsque le corps actionneur est déplacé selon l'axe principal, et comportant au moins un premier élément mécanique ;

• L'organe rotatif comportant au moins un deuxième élément mécanique susceptible d'appliquer un effort sur le premier élément mécanique selon l'axe principal; le mouvement de rotation de l'organe rotatif, relativement au support, conduisant à faire varier l'effort appliqué sur le premier élément mécanique pour déplacer le corps actionneur le long de l'axe principal.

Avantageusement, la première partie du transducteur, fixée sur le support, est une partie périphérique et la deuxième partie du transducteur, solidaire du corps actionneur, est une partie centrale .

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre en référence aux figures annexées sur lesquelles :

la figure 1 présente un générateur conforme à l'invention les figures 2a et 2b présentent des vues en coupe de transducteurs pour générateur conforme à l'invention ; - les figures 3a, 3b et 3c présentent un agencement d'éléments magnétiques d'un corps actionneur et d'éléments magnétiques d'un organe rotatif inclus dans un générateur conforme à l'invention ;

la figure 4 présente un autre générateur conforme à l'invention ;

la figure 5 présente encore un autre générateur conforme à l'invention et un agencement d'éléments mécaniques d'un corps actionneur et d'éléments mécaniques d'un organe rotatif inclus dans ledit générateur ; les figures 6a et 6b présentent un autre agencement d'éléments magnétiques d'un corps actionneur et d'éléments magnétiques d'un organe rotatif inclus dans un générateur conforme à l'invention ;

- les figures 7a et 7b présentent une illustration du déplacement d'un corps actionneur selon l'axe principal dans le gradient de champ magnétique variable induit par le mouvement de l'organe rotatif. DESCRIPTION DETAILLEE DE L' INVENTION

Les figures représentent des exemples de réalisation et ne doivent en aucun cas être considérées comme limitatives quant à la forme ou l'agencement des différents éléments constituant 1' invention .

Les mêmes références sur les figures pourront être utilisées pour des éléments de même nature.

La présente invention concerne un générateur (100) pour transformer un mouvement de rotation d'un organe rotatif 30 selon un axe principal en une accumulation de charges électriques aux bornes de deux électrodes. L'axe principal sera nommé axe principal z dans la suite de la description, du fait de son caractère parallèle à l'axe z illustré sur les figures.

Le générateur (100) comprend un support 1 (figure 1) . Le support 1 est, soit destiné à être solidaire d'un élément fixe de son environnement, par exemple, une cloison ou un élément mobilier dans une maison, soit destiné à être mobile, posé sur un élément mobilier ou maintenu par l'utilisateur. Le support 1 peut être composé d'une pièce ou d'un assemblage de plusieurs pièces la,lb,lc. Il est préférentiellement composé d'un matériau rigide : à titre d'exemple, on pourra utiliser du plastique injecté, du PEEK (polyétheréthercétone) , du POM (polyoxyméthylène) , etc. Le générateur (100) comprend également un transducteur électro-actif (10) disposé dans un plan perpendiculaire à l'axe principal z. Le transducteur (10) est composé d'une couche de matériau piézoélectrique (11) . La couche de matériau piézoélectrique (11) pourra être formée d'un matériau choisi parmi le PZT ( titano-zirconate de plomb), l'AIN (nitrure d'aluminium), le BaTi03 (titanate de baryum), le BST (baryum strontium titanate) , le PVDF ( Polyfluorure de vinylidène) , le quartz, etc.

Avantageusement, le transducteur (10) se présente sous la forme d'un disque. Le matériau piézoélectrique est préférentiellement polarisé selon un axe perpendiculaire au plan de la couche, l'axe de polarisation se trouve donc parallèle ou sensiblement parallèle à l'axe principal z. Le transducteur (10) comprend également deux électrodes 12,13 reliées électriquement à la couche de matériau piézoélectrique (11), et aux bornes desquelles une différence de potentiel apparaît du fait d'une accumulation de charges électriques dans certaines conditions de déformation de la couche piézoélectrique (11). Avantageusement, chaque électrode 12,13 est formée par une couche de matériau métallique respectivement déposée sur l'une et l'autre face de la couche piézoélectrique (11) (figure 2a) .

Selon l'invention, au moins une première partie du transducteur (10) est fixée sur le support 1.

Dans une première variante (non représentée) , une face du transducteur (10) est fixée sur le support 1, la rendant intégralement solidaire dudit support 1. Dans cette configuration, la couche de matériau piézoélectrique (11) du transducteur (10) est apte à se déformer selon l'axe principal z lorsqu'une contrainte lui est appliquée : par exemple par compression de celle-ci selon l'axe principal z, qui se trouve être parallèle à l'axe de polarisation du matériau piézoélectrique. La déformation de la couche piézoélectrique (11) est parallèle à l'axe de polarisation, le mode de conversion de la contrainte / déformation en différence de potentiel aux bornes des électrodes 12,13 du transducteur (10) est alors appelé d33. La rigidité du matériau du support 1 est ici importante pour assurer la transmission efficace de la contrainte à la couche de matériau piézoélectrique (11) et non une déformation élastique du support 1.

Dans une seconde variante (illustrée sur la figure 2a) , seule la partie périphérique du transducteur (10) est fixée au support 1, le reste du transducteur (10) restant libre. Dans le cas d'un transducteur (10) de forme circulaire, un anneau périphérique est ainsi collé sur le support 1 ou maintenu serré entre deux pièces assemblées, comprises dans le support 1. Dans cette configuration, la couche de matériau piézoélectrique (11) du transducteur (10) est apte à se déformer selon l'axe principal z lorsqu'une contrainte est appliquée par exemple au centre de la couche : le fléchissement de la couche piézoélectrique (11) induit des déformations en extension et en compression dans le plan de ladite couche (11), soit perpendiculairement à l'axe de polarisation du matériau piézoélectrique. La déformation de la couche piézoélectrique (11) est perpendiculaire à l'axe de polarisation, le mode de conversion de la contrainte / déformation en différence de potentiel aux bornes des électrodes 12,13 du transducteur (10) est alors appelé d3i.

Avantageusement, le transducteur (10) peut également comprendre une membrane déformable (14) de laquelle la couche de matériau piézoélectrique (11) est solidaire (figure 2b) . Dans ce cas, c'est la périphérie de la membrane déformable (14) qui est fixée au support 1 et la couche de matériau piézoélectrique (11) est solidarisée, par exemple via une substance adhésive, à ladite membrane (14), en position sensiblement centrée. La membrane déformable (14) peut comprendre un matériau choisi parmi un matériau piézoélectrique, le laiton, l'acier, l'inox, le titane, une céramique, un plastique, etc. L'utilisation d'un matériau piézoélectrique peut être avantageuse pour générer une quantité plus importante de charges aux bornes des électrodes 12,13 du transducteur (10), en connectant électriquement la couche de matériau piézoélectrique (11) et la membrane déformable (14), de manière adaptée. Alternativement, l'utilisation d'un matériau métallique de type laiton favorise le fléchissement du transducteur (10), et donc la déformation de la couche piézoélectrique (11), tout en assurant un très bon maintien mécanique de celle-ci ; par ailleurs, la membrane déformable (14) métallique peut directement former une électrode, en étant fixée à la couche piézoélectrique (11) via une substance adhésive électriquement conductrice.

A titre d'exemple, la membrane déformable (14) présente un diamètre de l'ordre de 1 à 5cm, une épaisseur de l'ordre de 300 microns ; la couche piézoélectrique (11) présente un diamètre de l'ordre de 50% à 80% du diamètre de la membrane déformable (14) et une épaisseur d'environ 250 microns. Les électrodes 12,13 sur les faces de la couche piézoélectrique (11) sont formées par une couche d'environ (10) microns d'argent. Dans une troisième variante (non représentée) , la première partie du transducteur (10), fixée sur le support 1, peut être une partie centrale du transducteur (10) . Le reste du transducteur (10), dont notamment la partie périphérique, est alors libre. Dans le cas d'un transducteur (10) de forme circulaire, la partie centrale est collé sur le support 1 et la couche de matériau piézoélectrique (11) du transducteur (10) est apte à se déformer selon l'axe principal z lorsqu'une contrainte est appliquée par exemple au niveau de la partie périphérique de la couche : le fléchissement de celle-ci induit des déformations en extension et en compression dans le plan de ladite couche (11), soit perpendiculairement à l'axe de polarisation du matériau piézoélectrique.

De la même façon que pour la seconde variante, une membrane déformable (14) peut avantageusement être utilisée. Le générateur (100) comprend également un corps actionneur (20), solidaire d'une deuxième partie du transducteur (10) de manière à appliquer une contrainte à ce dernier lorsque le corps actionneur 20 est déplacé selon l'axe principal z (figure 1) . Selon le mode de fixation du transducteur (10) sur le support 1 (variantes précédemment énoncées) , la deuxième partie du transducteur (10) pourra être sa partie centrale et/ou sa partie périphérique, l'objectif étant que le déplacement relatif entre le corps actionneur (20) et le support 1 génère une contrainte sur le transducteur (10) . A titre d'exemple, dans la troisième variante, le corps actionneur (20) sera solidaire de la partie périphérique du transducteur (10) ; dans la première variante, la deuxième partie du transducteur (10) pourra être une face entière de celui-ci (incluant donc les parties centrale et périphérique) , opposée à la face fixée sur le support 1. Enfin, dans la seconde variante, le corps actionneur (20) sera solidaire de la partie centrale du transducteur (10) . Dans la suite de cette description, nous nous placerons dans le cas de cette dernière variante par souci de clarté et de simplification, sans toutefois que cela soit pris de manière limitative.

Le corps actionneur (20) comprend au moins un élément magnétique (21) (appelé premier élément magnétique par la suite) . Le premier élément magnétique (21) peut être formé d'un aimant permanent ou d'un matériau ferromagnétique.

Avantageusement, le corps actionneur (20) comporte un pied central (22), lequel est solidaire de la partie centrale du transducteur (10) . Le pied central (22) établit une liaison glissière avec le support 1 selon l'axe principal z : seul un déplacement selon l'axe principal z lui est autorisé. Le corps actionneur (20) comporte également un premier corps (23) comprenant au moins un premier logement (24) . Le premier élément magnétique (21) est disposé dans le premier logement (24) . Le pied central (22) et le premier corps (23) du corps actionneur (20) sont formés d'un matériau rigide et amagnétique, par exemple, un plastique injecté, du PEEK, du POM, etc.

Selon une variante préférée, le premier corps (23) comporte une pluralité de premiers logements (24) et une pluralité de premiers éléments magnétiques (21) est disposée dans lesdits premiers logements (24) . A titre d'exemple, le premier corps (23) se présente sous la forme d'un disque et les premiers logements (24) sont régulièrement répartis dans un anneau périphérique du disque. Les premiers éléments magnétiques (21) pourront présenter une polarité identique ou différente entre eux, selon les modes choisis de mise en œuvre du générateur (100).

Le générateur (100) comprend également un organe rotatif (30) . Celui-ci établit une liaison pivot avec le support 1 : il est libre d'effectuer des mouvements en rotation par rapport à l'axe principal z mais il est bloqué en translation le long de cet axe et dans un plan perpendiculaire audit axe. L'organe rotatif (30) comporte au moins un élément magnétique (31) (nommé deuxième élément magnétique par la suite) configuré pour générer un gradient de champ magnétique au voisinage du premier élément magnétique (21) : ce gradient de champ magnétique est apte à induire une force magnétique sur le premier élément magnétique (21) selon l'axe principal z.

Le deuxième élément magnétique (31) est préférentiellement formé d'un aimant permanent. Selon une variante, il pourra être composé d'un matériau ferromagnétique tandis que le (ou les) premier (s) élément (s) magnétique ( s ) sera (seront) composé (s) d'un aimant permanent.

Parce que l'organe rotatif (30) est positionné à proximité du premier corps (23) du corps actionneur (20), le (ou les) premier (s) élément (s) magnétique ( s ) (21) va (vont) être soumis à une force magnétique, du fait du gradient de champ magnétique généré par le deuxième élément magnétique (31) . Un mouvement de rotation de l'organe rotatif (30) conduit à rendre le gradient de champ magnétique variable dans l'environnement proche du premier élément magnétique (21), au moins selon l'axe principal z : cela induit des forces magnétiques variables qui s'appliquent sur le premier élément magnétique (21), suivant l'axe principal z. Les forces pourront être bidirectionnelles ou unidirectionnelles suivant l'axe principal z, en fonction de la configuration du générateur (100). Ces forces magnétiques vont tendre à déplacer le corps actionneur (20) le long de l'axe principal z : le transducteur (10) va alors subir une déformation et voir une différence de potentiel apparaître aux bornes de ses électrodes 12,13.

Premier mode de réalisation : Selon un premier mode de réalisation, l'organe rotatif

(30) comprend un corps (33), appelé par la suite deuxième corps

(33) , placé en vis-à-vis du premier corps (23) du corps actionneur (20) . Le deuxième corps (33) comprend au moins un logement (34), appelé deuxième logement (34) . Le deuxième élément magnétique (31) est disposé dans le deuxième logement

(34) . Le deuxième corps (33) de l'organe rotatif (30) est formé d'un matériau rigide et amagnétique, par exemple un plastique injecté, du PEEK, du POM, etc.

Selon une variante préférée de ce mode de réalisation, le deuxième corps (33) comporte une pluralité de deuxièmes logements (34) et une pluralité de deuxièmes éléments magnétiques (31) est disposée dans lesdits deuxièmes logements (34) . A titre d'exemple, le deuxième corps (33) se présente sous la forme générale d'une bague et les deuxièmes logements (34) sont régulièrement répartis selon un anneau inclus dans ladite bague (figure 1) .

Dans le générateur (100) selon l'invention, le premier corps (23) du corps actionneur (20) et le deuxième corps (33) de l'organe rotatif (30) sont en vis-à-vis. A titre d'exemple, ils peuvent être séparés d'une distance inférieure ou égale à 1mm. Selon une première configuration, les premiers éléments magnétiques (21) et les deuxièmes éléments magnétiques (31) sont eux-mêmes en vis-à-vis et présentent une aimantation axiale (nord/sud) parallèle à l'axe principal z.

Dans un cas particulier où le corps actionneur (20) présente le même nombre d'éléments magnétiques que l'organe rotatif (30) et un écart identique entre les logements où sont positionnés les éléments magnétiques, les premiers éléments magnétiques (21) et les deuxièmes éléments magnétiques (31) se font face deux-à-deux selon l'axe principal z dans certaines positions angulaires de l'organe rotatif (30) (figure 3a) . En fonction de la polarité respective des premiers et deuxièmes éléments magnétiques, une force magnétique attractive ou répulsive selon l'axe principal z va s'appliquer sur les premiers éléments magnétiques (21) . Dans d'autres positions angulaires de l'organe rotatif (30), les premiers éléments magnétiques (21) et les deuxièmes éléments magnétiques (31) sont en décalage (figure 3b) . Là encore, en fonction de la polarité respective des premiers et deuxièmes éléments magnétiques, une force magnétique répulsive ou attractive (différente de celle s' exerçant dans la position précédente) selon l'axe principal z va s'appliquer sur les premiers éléments magnétiques (21) . Les variations du gradient de champ magnétique généré par les deuxièmes éléments magnétiques (31), liées à la rotation de l'organe rotatif (30), peuvent ainsi induire des forces magnétiques bidirectionnelles, c'est-à-dire orientées alternativement dans l'une ou l'autre des directions suivant l'axe principal z, qui s'appliquent aux premiers éléments magnétiques (21) du corps actionneur (20) .

Dans d'autres cas particuliers (non représentés), le corps actionneur (20) comprend un nombre de premiers éléments magnétiques (21) différent du nombre de deuxièmes éléments magnétiques (31) de l'organe rotatif (30) et/ou un écart différent entre les logements où sont situés les éléments magnétiques. Les différentes configurations possibles pourront induire des variations de gradient de champ magnétique en fonction du mouvement de rotation, plus ou moins favorables selon les modes choisis de mise en œuvre du générateur (100) . L'un des objectifs dans la mise en œuvre d'un générateur (100) présentant une dissymétrie entre le nombre de premiers éléments magnétiques (21) et le nombre de deuxièmes éléments magnétiques (31) est de générer un plus grand nombre de déplacements du corps actionneur (20) le long de l'axe principal z, par angle de rotation, du fait d'une plus grande fréquence de variation du gradient de champ magnétique lors de la rotation de l'organe rotatif (30) .

Les deuxièmes éléments magnétiques (31) pourront présenter une polarité identique ou différente entre eux, selon les modes de mise en œuvre du générateur (100) . Le au moins un premier élément magnétique (21) et le au moins un deuxième élément magnétique (31) pourront présenter une polarité, selon l'axe principal, identique ou opposée, en fonction des modes de mise en œuvre du générateur (100) .

Selon une deuxième configuration du premier mode de réalisation, les premiers éléments magnétiques 21 présentent une aimantation axiale parallèle à l'axe principal z ; les deuxièmes éléments magnétiques (31) présentent une aimantation axiale perpendiculaire à l'axe principal z, et avantageusement radiale par rapport à l'axe principal z. Le deuxième corps (33) de l'organe rotatif (30) est alors configuré de sorte que les deuxièmes logements (34) (et les deuxièmes éléments magnétiques (31)) soient en vis-à-vis des bords périphériques du premier corps 23 du corps actionneur (20), les premiers logements (24) (et les premiers éléments magnétiques (21) étant justement localisés au niveau des bords périphériques du premier corps (23) (figure 3c) . Dans cette deuxième configuration, la rotation de l'organe rotatif (30) va également induire une variation du gradient de champ magnétique selon l'axe principal z généré par les deuxièmes éléments magnétiques (31), dans l'environnement proche des premiers éléments magnétiques (21) . Les premiers éléments magnétiques (21) vont ainsi subir des forces magnétiques variables selon l'axe principal z, aptes à déplacer le corps actionneur (20) le long dudit axe.

Selon une variante, les premiers éléments magnétiques (21) présentent une aimantation axiale perpendiculaire à l'axe principal z et les deuxièmes éléments magnétiques (31) présentent une aimantation axiale parallèle à l'axe principal z. la rotation de l'organe rotatif (30) aura un effet similaire à celui décrit ci-dessus et des forces magnétiques variables permettront de déplacer le corps actionneur (20) le long de l'axe principal z.

Selon une variante pouvant s'appliquer à l'un ou l'autre des cas ou configurations de ce premier mode de réalisation, le corps actionneur (20) peut être muni d'un système de ressort coopérant avec le support 1. Ce système de ressort peut permettre de ramener le premier corps (23) du corps actionneur (20) dans une position donnée selon l'axe principal z, éloignée ou proche du deuxième corps (33) en vis-à-vis, dans certaines positions angulaires de l'organe de rotation (30) . Dans d'autres positions angulaires de l'organe rotatif (30), le gradient de champ magnétique, généré par les deuxièmes éléments magnétiques (31) du deuxième corps (33), induit des forces magnétiques selon l'axe principal z sur les premiers éléments magnétiques (21), permettant de modifier la position selon l'axe principal z du corps (23) . La combinaison du système de ressort et des variations du gradient de champ magnétique liées à la rotation de l'organe rotatif (30) permet ainsi de faire se déplacer le corps actionneur (20) le long de l'axe principal z. Dans ce cas notamment, les forces magnétiques auxquelles sont soumis les premiers éléments magnétiques (21) pourront être unidirectionnelles le long de l'axe principal z, le système de ressort assurant le déplacement du corps actionneur (20) dans l'autre direction.

Rappelons que même sans système de ressort additionnel dans le générateur (100), la membrane déformable (14) du transducteur (10) peut produire un effet ressort, du fait de son élasticité, qui va tendre à ramener la membrane (14) dans sa forme plane après avoir été déformée par la poussée ou la traction centrale du corps actionneur (20) .

Deuxième mode de réalisation :

Selon un deuxième mode de réalisation, l'organe rotatif (30) comprend un autre corps (33'), appelé troisième corps (33' ) , placé en vis-à-vis du premier corps (23) du corps actionneur (20) (figure 4) . Le premier corps (23) se trouve entre le deuxième (33) et le troisième (33') corps. Le troisième corps (33') comprend au moins un logement (34') (appelé troisième logement (34'). Un élément magnétique (31') (appelé troisième élément magnétique (31') est disposé dans le troisième logement (34'). Le troisième corps (33') de l'organe rotatif (30) est formé d'un matériau rigide et amagnétique, par exemple un plastique injecté, du PEEK, du POM, etc.

Selon une variante préférée, le troisième corps (33' ) comporte une pluralité de troisièmes logements (34') et une pluralité de troisièmes éléments magnétiques (31') est disposée dans lesdits troisièmes logements (34') . A titre d'exemple, le troisième corps (33') se présente sous la forme générale d'une bague et les troisièmes logements (34') sont régulièrement répartis le long d'un anneau inclus dans ladite bague. A titre d'exemple, le troisième corps (33') de l'organe rotatif (30) est configuré de sorte qu'il soit séparé du premier corps (23) du corps actionneur (20) d'une distance inférieure ou égale à 1mm. Les variantes, configurations et cas particuliers énoncés précédemment pour le premier mode de réalisation de l'organe rotatif (30) pourront également s'appliquer au deuxième mode de réalisation.

Les troisièmes éléments magnétiques (31') pourront présenter une polarité identique ou différente entre eux, selon les modes de mise en œuvre du générateur (100) . Les deuxièmes éléments magnétiques (21) et les troisièmes éléments magnétiques pourront présenter une polarité selon l'axe principal identique ou opposée, également en fonction des modes de mise en œuvre du générateur 100.

Avantageusement, le support 1 comprend un capot le (illustré sur les figures 1 et 4) permettant de maintenir l'organe rotatif (30) dans une position fixe selon l'axe principal z, par rapport au transducteur (10) fixé au moins par sa partie périphérique sur le support 1. Le capot le autorise bien sur toujours la liaison pivot entre le support 1 et l'organe rotatif (30).

Le générateur (100) peut en outre comprendre un élément d'interface (40) solidaire de l'organe rotatif (30) et destiné à être mu en rotation par un utilisateur. Cet élément d'interface (40) pourra par exemple consister en un bouton débouchant à l'extérieur du capot le du support 1. L'élément d'interface (40) permet de transmettre le mouvement de rotation à l'organe rotatif (30) . Comme décrit précédemment, le mouvement de rotation de l'organe rotatif (30) induit un gradient de champ magnétique variable selon l'axe principal z, à proximité des premiers éléments magnétiques (21) du corps actionneur (20), ce qui génère des forces magnétiques sur le corps actionneur (20), ces forces étant bidirectionnelles ou unidirectionnelles selon l'axe principal z. Ce dernier est ainsi déplacé le long de l'axe principal z, ce qui déforme le transducteur (10), entraînant l'accumulation de charges électriques et l'apparition d'une différence de potentiel aux bornes des électrodes 12,13.

Le générateur (100) peut également comprendre un élément poussoir (50) solidaire du corps actionneur (20), apte à déplacer ce dernier en translation le long de l'axe principal z. Dans ce cas, le transducteur (10) est directement déformé par l'appui sur l'élément poussoir (50) : des charges électriques vont également être générées et créer une différence de potentiel aux bornes des électrodes 12,13. Avantageusement, le générateur (100) selon ce mode particulier de réalisation est configuré de sorte qu'à partir de deux mouvements différents en entrée (rotation de l'organe rotatif (30) ou translation de l'élément poussoir 50), la sortie énergétique (fonction de la différence de potentiel générée) est identique.

Autre aspect de l'invention:

Selon un deuxième aspect de l'invention, le corps actionneur (20) et l'organe rotatif (30) d'un générateur (100') comprennent respectivement un premier élément mécanique (210) et un deuxième élément mécanique 310, à la place des premier (21) et deuxième (31) éléments magnétiques décrits précédemment.

Le support 1 et le transducteur (10) constituant le générateur (100'), pourront avoir les mêmes caractéristiques que celles décrites précédemment. Les caractéristiques et variantes du corps actionneur (20) et de l'organe rotatif (30) énoncées précédemment pourront elles aussi être reprises dans le générateur (100'), en remplaçant les éléments magnétiques (21), 31, (31') par des éléments mécaniques (210), (310) et le gradient de champ magnétique variable par des efforts mécaniques variables .

Au moins une première partie du transducteur (10) est fixée sur le support 1 : à titre d'exemple, illustré sur la figure 5, cette première partie est la partie périphérique du transducteur (10).

Le corps actionneur (20) est solidaire d'une deuxième partie du transducteur (10) de manière à appliquer une contrainte à ce dernier lorsque le corps actionneur (20) est déplacé selon l'axe principal z. A titre d'exemple (figure 5), cette deuxième partie est une partie centrale du transducteur (10) .

L'organe rotatif (30) comporte au moins un deuxième élément mécanique (310) susceptible d'appliquer un effort sur le premier élément mécanique (210) selon l'axe principal z. Le mouvement de rotation de l'organe rotatif (30) conduit à faire varier l'effort appliqué sur le premier élément mécanique (210) ce qui génère le déplacement du corps actionneur (20) le long de l'axe principal z.

Comme illustré sur la figure 5, le premier élément mécanique (210), formé sur le premier corps (23) du corps actionneur (20), pourra par exemple comprendre une ou plusieurs parties protubérantes orientées vers le deuxième corps (33) (et/ou vers le troisième corps s'il est présent) . Le deuxième élément mécanique (310), formé sur le deuxième corps (33) de l'organe de rotation (30), pourra comprendre une ou plusieurs parties en creux et en bosse : le contact entre le premier (210) et le deuxième (310) élément mécanique induit ainsi un déplacement selon l'axe principal z du corps actionneur (20), mobile en translation.

Exemple de mise en œuvre Un exemple de mise en œuvre de l'invention va maintenant être décrit en référence à un générateur (100) dont le corps actionneur (20) et l'organe rotatif (30) comprennent respectivement une pluralité de premiers (21) et de deuxièmes 31 éléments magnétiques. Dans cet exemple, le premier corps (23) du corps actionneur (20) ainsi que les deuxième (33) et troisième (33') corps de l'organe rotatif (30) ont des formes circulaires.

Le premier corps (23) comporte seize premiers logements (24), régulièrement répartis selon un anneau périphérique, (figure 4) . Les premiers logements (24) sont traversants et les premiers éléments magnétiques (21) sont positionnés dans lesdits logements (24 ) .

Les deuxième (33) et troisième (33' ) corps comportent chacun seize deuxièmes et troisièmes logements (34), (34'), régulièrement répartis selon un anneau. Les deuxièmes et troisièmes logements (34), (34') ne sont pas traversants ; les deuxièmes (31) et troisièmes (31') éléments magnétiques sont respectivement positionnés dans lesdits logements (34), (34'). La taille des éléments magnétiques 31, (31'), l'écart entre les logements (34), (34'), ainsi que la position de l'anneau sur les corps (33), (33') sont choisis pour que tous les deuxièmes (31) et troisièmes (31') éléments magnétiques puissent simultanément être en vis-à-vis avec les premiers éléments magnétiques (21), dans certaines positions angulaires de l'organe rotatif (30).

Les premiers (21), deuxièmes (31) et troisièmes (31') éléments magnétiques présentent une aimantation axiale parallèle à l'axe principal z.

Le premier corps (23) est situé entre les deuxième (33) et troisième (33') corps. Comme illustré sur les figures 6a et 6b, lors de la rotation de l'organe rotatif (30), on passera notamment par deux états :

• un état « aligné » (figure 6a) dans lequel chaque premier élément magnétique (21) est aligné avec un deuxième (31) et un troisième (31') élément magnétique ;

• un état « décalé » (figure 6b) dans lequel chaque premier élément magnétique (21) se trouve, selon l'axe principal z, entre deux deuxièmes éléments magnétiques (31) et entre deux troisièmes éléments magnétiques (31'). Dans un premier cas possible, chaque premier élément magnétique (21) a une polarisation, selon l'axe principal z, identique à chaque deuxième élément magnétique (31), et opposée à chaque troisième élément magnétique (31') . Comme schématisé sur la figure 7a, dans l'état « aligné », chaque premier élément magnétique (21) va être attiré par le deuxième élément magnétique (31) en vis-à-vis et va être repoussé par le troisième élément magnétique (31') en vis-à-vis, du fait du gradient de champ magnétique généré respectivement par chacun des deuxièmes éléments magnétiques (31) et chacun des troisièmes éléments magnétiques (31') . Le premier corps (23) comprenant les premiers éléments magnétiques (21) va ainsi se déplacer selon l'axe principal z, dans la direction indiquée par la flèche blanche sur la figure 7a (à droite) . Dans l'état « décalé » (figure 7b) , le gradient de champ magnétique au voisinage des premiers éléments magnétiques (21) par rapport à l'état « aligné ». Du fait de la forme des lignes de champ magnétique entre les deuxièmes éléments (31) et entre les troisièmes éléments (31'), chaque premier élément magnétique (21) va être repoussé par le deuxième corps (33) et va être attiré par le troisième corps (33' ) . Le premier corps (23) va ainsi se déplacer selon l'axe principal z, dans la direction indiquée par la flèche blanche sur la figure 7b (à droite) . On voit bien dans ce cas que la variation du gradient de champ magnétique induit des forces magnétiques sur les premiers éléments magnétiques (21), ces forces étant bidirectionnelles selon l'axe principal z .

Dans un deuxième cas possible (non représenté) , chaque premier élément magnétique (21) a une polarisation, selon l'axe principal z, opposée à chaque deuxième élément magnétique (31), et identique à chaque troisième élément magnétique (31') . Dans l'état « aligné », chaque premier élément magnétique (21) va être repoussé par le deuxième élément magnétique (31) en vis-à- vis et va être attiré par le troisième élément magnétique (31') en vis-à-vis. Le premier corps (23) comprenant les premiers éléments magnétiques (21) va ainsi se déplacer selon l'axe principal z, vers le troisième corps (33') . Dans l'état « décalé », du fait de la forme des lignes de champ magnétique entre les deuxièmes éléments (31) et entre les troisièmes éléments (31'), chaque premier élément magnétique (21) va être attiré par le deuxième corps (33) et va être repoussé par le troisième corps (33' ) . Le premier corps (23) va ainsi se déplacer selon l'axe principal z, vers le deuxième corps (33) .

Dans l'un ou l'autre des cas décrits, du fait de la présence de seize éléments magnétiques (21), (31), (31') sur chaque corps (23) , (33) , (33' ) , chaque 32 ^eme de tour opéré par l'organe rotatif (30) va générer un déplacement du corps actionneur (20) dans une direction donnée, selon l'axe principal z, en passant de l'état « aligné » à l'état « décalé » et vice- versa. Ce déplacement du corps actionneur (20) va déformer le transducteur (10) et induire l'accumulation de charges électriques aux bornes d'une électrode dudit transducteur (10). Les électrodes 12,13 du transducteur (10) sont connectées à un dispositif de récupération et de stockage des charges, qui va récupérer, tous les 32 ^eme de tour, des charges alternativement positives et négatives, la déformation du transducteur (10) étant alternativement dans une direction puis l'autre, selon l'axe principal z. Le dispositif de récupération des charges comprend avantageusement un système de détection de crête : dès dépassement d'un seuil de tension aux bornes des électrodes 12,13 du transducteur (10), la collecte des charges est activée.

Le niveau d' aimantation des éléments magnétiques (21), (31), (31'), l'espacement entre les corps (23), (33), (33') ainsi que le nombre d'éléments magnétiques (21), (31), (31') sur chaque corps (23), (33), (33') vont déterminer l'amplitude des forces magnétiques qui seront appliquées sur le premier corps (23) du corps actionneur (20), lors du mouvement en rotation de l'organe rotatif (30). L'amplitude des forces magnétiques bidirectionnelles ou unidirectionnelles selon l'axe principal z va générer un déplacement du corps actionneur (20), qui en fonction des caractéristiques du transducteur (10), va être capable de générer des charges, tous les 32 ^emes de tour (dans l'exemple de mise en œuvre décrit) .

Le niveau d' aimantation des éléments magnétiques (21), (31), (31'), l'espacement entre les corps (23), (33), (33') et le nombre d'éléments magnétiques (21), (31), (31') sur chaque corps (23) , (33) , (33' ) vont également déterminer le couple entre les deuxième et troisième corps (33) , (33' ) et le premier corps (23), couple qui va s'opposer, de manière plus ou moins importante, à la rotation de l'organe rotatif (30) : ce couple induit typiquement un mouvement de rotation « cranté », avec des positions d'équilibre requérant une force plus importante pour sortir desdites positions. Selon l'application visée, ce couple pourra être plus ou moins important ; il ne devra néanmoins pas rendre difficile la rotation de l'organe rotatif (30) par l'utilisateur (via l'élément d'interface 40).

A titre d'exemple, le transducteur (10) est formé d'une membrane déformable (14) en laiton de 300 microns d'épaisseur et de 4cm de diamètre, sur laquelle est collée via une substance adhésive et électriquement conductrice, la couche de matériau piézoélectrique (11) . Celle-ci est en PZT et présente une épaisseur de 250 microns. Une électrode 12 du transducteur (10) est formée par la membrane déformable (14) ; l'autre électrode 13, sur l'autre face de la couche de matériau piézoélectrique (11) est formée par une couche d'argent présentant une épaisseur de l'ordre de (10) microns. Les premiers (21), deuxièmes (31) et troisièmes (31') éléments magnétiques sont des aimants permanents composés de NdFeB (alliage de néodyme, de fer et de bore) ; ils présentent un niveau d'aimantation de 1,4 Tesla. L'espacement entre le premier corps (23) et le deuxième corps (33) est de l'ordre de 0,4mm. L'espacement entre le premier corps (23) et le troisième corps ((33') est de l'ordre de 0,6mm. A chaque 32 ^eme de tour de l'organe rotatif (30), le passage d'un état « aligné » à un état « décalé » (ou vice-versa) génère une force magnétique d'attraction ou de répulsion selon l'axe principal z de l'ordre de 20N et un déplacement du corps actionneur (20) de l'ordre de 200 microns. La membrane (14) du transducteur (10) se déforme en adoptant une flèche également de l'ordre de 200 microns. La différence de potentiel induite est de l'ordre de 80 volts.

Dans cet exemple, le générateur (100) est compact, il présente un volume de l'ordre de 50 cm ³ . Il est par ailleurs capable de délivrer une énergie de l'ordre de 60 micro-Joule à chaque 32 ^eme de tour de l'organe rotatif (30), ce qui lui confère une très bonne efficacité de conversion de l'énergie du mouvement mécanique en énergie électrique.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation et à l'exemple de mise en œuvre décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.