Les nanogénérateurs piézoélectriques (PENG, piezoelectric nanogenerators) sont des dispositifs permettant de convertir de l’énergie mécanique/cinétique en énergie électrique via l’utilisation de matériaux piézoélectriques nanostructurés. Ces dispositifs sont étudiés depuis une vingtaine d’années et font actuellement l’objet d’intenses développements technologiques pour de nombreuses applications émergentes. Les vibrations et déformations mécaniques (périodiques ou sporadiques) sont converties en puissance électrique et, malgré des puissances relativement modestes (inférieures au mW), les PENGs sont particulièrement adaptés pour l’alimentation de systèmes microélectroniques RFID à base de capteurs (température, humidité, pression, lumière, accélération, etc…) et de récepteurs/émetteurs radiofréquences. Les PENGs ouvrent donc la voie vers des objets connectées, communicants et autoalimentés pour réaliser du monitoring multi-signaux en milieu complexe pour les secteurs de l’habitat, du médical, du transport, de l’agriculture et de l’industrie.

Les matériaux piézoélectriques jouent un rôle crucial et les polymères piézoélectriques possèdent de nets avantages en termes de cout réduit et de facilité de mise en œuvre/forme. Le développement de ces matériaux ouvre donc des nouvelles perspectives pour le développement des PENGs dans des marchés innovants à forte valeur ajoutée. Parmi les polymères piézoélectriques, l’acide polylactique (PLA) est un candidat biosourcé particulièrement intéressant lié au phénomène d’auto-polarisation et le projet BIOHARV vise donc à développer des micro-générateurs piézoélectriques à partir de PLA. Il s’agit en premier lieu de démontrer les performances du PLA pour ce type d’application innovante via un démonstrateur utilisant des méthodes de mise en œuvre/forme traditionnelles du textile et de la plasturgie (fibres, filaments, rubans et films). Une attention particulière est aussi portée à l’optimisation des formulations de PLA ainsi qu’à l’intégration d’électrodes flexibles.

Pour ce faire, le projet BIOHARV réunit les compétences spécifiques de plusieurs acteurs académiques et technologiques régionaux tels que l’IMT Lille Douai, ARMINES, Centexbel, l’Université de Mons, l’Université de Valenciennes et l’Université de Lille afin d’assembler les diverses briques technologiques nécessaires aux PENGs (mise en œuvre du PLA, formulation du PLA, association PLA/électrodes, caractérisation et synthèse de nouveaux matériaux électroactifs). Le projet BIOHARV propose donc une expertise poussée sur les matériaux électroactifs (synthèse, mise en œuvre/forme et caractérisations) afin de développer une filière locale autour des PENGs et accompagner les acteurs industriels régionaux vers ces nouvelles applications émergentes des matériaux plastiques.