Le développement des énergies renouvelables est un des défis majeurs de notre temps. Afin d'exploiter l'énergie du vent, des océans et des cours d'eau, de nombreuses technologies sont en cours de développement ou de perfectionnement : éoliennes, hydroliennes, houlomoteur, roues à aubes, vis d'Archimède, et d'autres. Tous ces convertisseurs d'énergie ont en commun une faible vitesse de rotation de leur arbre tournant (entre 10 et 50 tr/min), sur lequel est branché un convertisseur mécanique-électrique (la génératrice d'électricité). Dans certains cas, cette vitesse peut aussi être fortement variable, voire subir des changements de sens de rotation.

Les technologies de conversion d'énergie mécanique en énergie électrique actuels relèvent pour la plupart des machines synchrones ou asynchrones bobinées ou à aimants permanents. Les versions classiques de ces alternateurs sont adaptées à des vitesses de rotation élevées, typiquement de l'ordre de 1500 ou 3000 tours/minute (tr/min), qui correspondent aux vitesses trouvées dans les centrales électriques traditionnelles à charbon, gaz ou dans les réacteurs nucléaires.

Pour les énergies renouvelables mentionnées précédemment, un multiplicateur de vitesses (à engrenages) est en général utilisé, conduisant à des pannes fréquentes et une perte de disponibilité et donc à une perte financière importante. Ce problème est d'autant plus important pour les sources d'énergie intermittentes ou à vitesse variable, pour lesquels ces pannes augmentent sensiblement. De plus, une machine synchrone à aimant permanent perd en rendement à faible vitesse, menant à une perte de production pour les sources d'énergie renouvelable à vitesse variable.

PYTHEAS Technology développe une génératrice basée sur la technologie piézoélectrique qui a pour but de répondre à ces contraintes particulières. Par l'utilisation de céramiques piézoélectriques et d'une électronique de puissance adaptée, elle offrira :

- Un rendement constant sur une large gamme de vitesses, en particulier entre 2 et 50 tr/min

- Un couple électrique contrôlable et indépendant de la vitesse, réduisant les efforts sur les structures mécaniques

- Une production de courant continu, nécessitant un seul étage de conversion pour se relier au réseau électrique

Les différents stades de développement de la génératrice seront détaillés ainsi que les challenges techniques rencontrés, jusqu'au prototype fabriqué au début de l'année 2018. Ce prototype de génératrice piézoélectrique a subi plus de 400 tests en laboratoire dans les locaux de PYTHEAS Technology.

Ces tests ont validé la génération d'électricité par piézoélectricité et le procédé d'extraction de charges. Ils ont aussi prouvé que le rendement est indépendant de la vitesse de rotation de l'axe d'entrée, validant le principe fondateur de cette génératrice. Des pistes d'amélioration sont à l'étude, en particulier sur la valeur du rendement, et celles-ci seront détaillées dans les perspectives de développement.