Ecole Doctorale
SCIENCES POUR L'INGENIEUR : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique
Spécialité
« Sciences pour l'ingénieur » : spécialité « Micro et Nanoélectronique »
Etablissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
Photovoltaïque,Communication optique,modulation OFDM,Caractérisation fréquentielle,Light Fidelity (LiFi),
Keywords
Photovoltaic,Optical communication,OFDM modulation,Frequency characterization,Light Fidelity (LiFi),
Titre de thèse
Cellules photovoltaïques pour la récupération d'énergie et la communication de données
Application of solar cells for energy harvesting and data communication
Date
Jeudi 12 Décembre 2019 à 10:00
Adresse
52 Avenue Escadrille Normandie Niemen, 13013 Marseille Amphi du batiment S (INSPE)
Jury
Directeur de these |
M. Marcel PASQUINELLI |
Université Aix-Marseille / IM2NP |
Rapporteur |
Mme Anne JULIEN-VERGONJANNE |
Xlim Equipe SYCOMOR |
Rapporteur |
M. Johann BOUCLE |
Xlim Equipe ELITE |
CoDirecteur de these |
M. Jean-Jacques SIMON |
Aix Marseille Université / IM2NP |
Examinateur |
M. Alexis DUQUE |
Rtone |
Examinateur |
Mme Caroline FOSSATI |
Ecole Centrale Marseille / FRESNEL |
Examinateur |
M. Gilles CHABRIEL |
Université de Toulon |
Examinateur |
M. Jean BARRèRE |
Université de Toulon |
Résumé de la thèse
L'invention des LED bleues de forte intensité en 1993 a permit une révolution générale de l'éclairage pour le grand public aussi bien que les commerces. Ces nouveaux dispositifs, proposent un rendement énergie dépensé / éclairage bien supérieur aux technologies commerciales précédentes, ce qui explique leur déploiement massif depuis la fin des années 2000.
Les matériaux semiconducteurs composants les LED sont déjà utilisés dans le domaine de la microélectronique pour effectuer des fonctions logiques à hautes fréquences.
La technologie LiFi tend à cumuler ces deux propriétés en ajoutant une fonction de transmission d'information aux points d'éclairages existants. L'information est transmise en modulant l'intensité de la lumière à haute fréquence, bien au delà des capacités distinctives de l'il. Cette technologie devrait subir un déploiement avec l'arrivée de l'Internet des Objets (IoT) qui apporte une grande demande de connections sans fil, incompatible avec les réseaux radiofréquences actuels.
Le travail présenté ici porte sur la réception de cette modulation lumineuse. Les récepteurs usuellement utilisés sont des photodiodes mais ces dernières imposent des contraintes d'éclairage et de consommation difficilement corrélables avec les impératifs de l'IoT. Ainsi, ces travaux étudient la possibilité de réception de la modulation LiFi par des cellules et modules photovoltaïques, dont les deux principales qualités restent les grandes dimensions du détecteur permettant une omnidirectionnalité de réception et une résistance à l'ombrage ainsi que le caractère passif de la détection.
Thesis resume
The invention of high-intensity blue LEDs in 1993 revolutionized lighting for the mass market as well as for retailers. These new devices offer a much higher energy consumption/lighting efficiency than previous commercial technologies, which explains their massive deployment since the end of the 2000s.
Semiconductor materials used in LED devices are already used in the field of microelectronics to perform high-frequency logic functions.
LiFi technology tends to combine these two properties by adding an information transmission function to already existing lighting points. Information is transmitted by modulating the light intensity at high frequency, far beyond the eye's distinctive capacity. This technology is expected to be deployed with the emergence of the Internet of Things (IoT), which brings a high demand of wireless connections, incompatible with existing radiofrequency networks.
This work concerns the reception of this light modulation. The receivers usually employed are photodiodes, but they impose lighting and consumption constraints that are difficult to match with the requirements of the IoT. Thus, this work is studying the possibility of receiving LiFi modulation by photovoltaic cells and modules, whose two main qualities remain the large dimensions of the detector allowing omnidirectional reception and shade resistance as well as the passive nature of the detection.