5G réseau électrique sans fil

La 5G pourrait devenir un réseau électrique sans fil, et nous débarrasser des batteries

Et si la 5G devenait un vaste réseau électrique sans fil ? Des chercheurs ont conçu un appareil capable de collecter l’énergie électromagnétique à partir des ondes millimétriques, ce qui pourrait permettre d’alimenter les appareils électroniques sans avoir besoin de batterie…

Nous utilisons de plus en plus d’objets connectés IoT au quotidien. Toutefois, ces gadgets requièrent une énergie électrique. Or, devoir charger constamment ces appareils représente une lourde perte de temps et se révèle aussi nocif pour l’environnement. Et si la 5G était une alternative ?

Une équipe de chercheurs de la Georgia Tech ont imaginé comment la 5G pourrait permettre l’avènement d’un réseau électrique sans fil. Ce système révolutionnaire reposerait sur un petit appareil capable de collecter l’énergie électromagnétique émise par les stations 5G.

En effet, tout comme les antennes 3G et 4G auparavant, les stations 5G émettent des radiations d’énergie électromagnétiques. Jusqu’à présent, nous nous contentons d’exploiter ces bandes d’énergie pour transférer les données.

Toutefois, Manos Tentzeris, professeur en électronique flexible à Georgia Tech, envisage d’utiliser ces vagues d’énergie comme source d’énergie sans fil. À l’aide du groupe de recherche ATHENA qu’il dirige, il a créé une lentille de Rotman permettant de collecter l’énergie.

Si ce concept fonctionne, il deviendra alors possible d’utiliser ce réseau électrique sans fil pour charger tous nos appareils électroniques. Il s’agirait d’une révolution pour l’Internet des Objets, les Smart Cities ou même la téléphonie mobile.

Comment la 5G génère-t-elle de l’énergie ?

En réalité, la 5G est techniquement une forme d’énergie. Elle opère sur le spectre électromagnétique à une fréquence bien plus élevée que le spectre visible ou même que les précédents standards de communication comme la 3G ou la 4G. Alors que les fréquences de ces réseaux sont comprises entre 1 et 6Ghz, la 5G est comprise entre 24 et 90GHz.

Puisque les ondes 5G fonctionnent à une fréquence plus élevée, elles sont plus puissantes, mais aussi plus courtes. Elles ont donc des caractéristiques différentes, et seront plus sensibles aux interférences liées à divers objets. C’est d’ailleurs la raison principale pour laquelle le déploiement de la 5G requiert une nouvelle infrastructure.

En revanche, contrairement aux antennes d’anciens standards comme la 3G et la 4G, les stations 5G n’émettent pas d’énergie indistinctement dans toutes les directions. Les fréquences d’ondes élevées leur permettent de focaliser l’énergie vers une cible précise, ce qui offre davantage d’efficacité et réduit le  » gaspillage  » d’énergie.

Il serait donc possible de diriger intentionnellement les ondes vers les appareils, afin de les activer et de les alimenter. Le seul problème est que les stations 5G ne transmettent l’énergie que dans une ligne de mire limitée. Il est donc difficile de capter cette énergie sur un petit appareil, sachant qu’il est impossible de voir dans quelle direction les ondes se déplacent.

georgia tarentule 5G

Une lentille de Rotman pour collecter les ondes millimétriques

Afin de remédier à ce problème, l’idée des chercheurs de Georgia Tech est d’utiliser une lentille de Rotman. D’ordinaire, ce type de lentille est utilisé par l’armée pour les systèmes de surveillance radar afin d’identifier des cibles dans toutes les directions sans avoir à bouger l’antenne.

Il s’agit d’une lentille flexible avec support métallique, en forme de tarentule. Ceci lui permet de  » regarder  » dans six directions différentes.

Ainsi, la lentille de Rotman augmente le  » champ de vision  » de l’appareil de collecte d’énergie d’environ 20 degrés à plus de 120 degrés. Il devient donc beaucoup plus simple de collecter l’énergie des ondes millimétriques dans la bande 28GHz, quelle que soit la direction de l’objet par rapport à la station 5G la plus proche. Même un drone en plein vol pourra capter les ondes.

5G capteur électricité

 

 

Vers une révolution des opérateurs télécom ?

Pour mener à bien leur projet, les chercheurs de la Georgia Tech cherchent le financement auprès des entreprises de télécommunication. En effet, ces entreprises pourraient déployer le dispositif tout autour des grandes villes pour étendre les réseaux 5G qu’elles développent. Les forfaits téléphoniques pourraient alors évoluer et inclure des options d’alimentation électrique.

Pour l’heure, le sticker  » rectenna  » créé par les chercheurs ne peut collecter qu’une faible quantité d’énergie : environ 6 microwatts d’électricité. C’est suffisant pour alimenter de petits appareils IoT à une distance maximale de 180 mètres.

Toutefois, il ne s’agit que d’un début. En laboratoire, l’appareil parvient à collecter 21 fois plus d’énergie que d’autres appareils similaires en développement. Ce système présente aussi l’avantage d’être imprimable, et son coût de production est donc de quelques centimes seulement. Il serait possible de l’incorporer à un objet connecté de type wearable ou même à un vêtement…

georgia tech 5G réseau

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