D epuis quelques années, certains fabricants d'instrumentation de process ont mis sur le marché des capteurs et transmetteurs communiquant en sans-fil, aidés en cela par la normalisation de deux protocoles (ISA100.11a etWirelessHart). Ces produits connaissent un intérêt dans quelques applications, telles que les grands sites de stockage, grâce à l'absence de câbles à tirer pour la transmission des données. « Mais cela ne représente que moins de 5 % des applications.L'un des freins au déploiement des transmetteurs sans fil reste leur alimentation.Soit il faut toujours tirer un câble pour l'alimentation, soit les capteurs fonctionnent sur des batteries Lithium-ion dont la gestion n'est pas si simple entre interventions régulières pour remplacer les batteries usagées et recyclage de ces dernières », constate toutefois Sandrine Guychard, chef de produits Mesure de pression et de débit au sein de l'activité Analyse et instrumentation d'ABB France.
Une alternative existante pour exploiter les avantages du sans-fil est l'ajout de panneaux solaires, ce qui est très pratique au milieu d'un champ de céréales (débitmètres électromagnétiques communiquant via GSM), mais beaucoup moins sur un site industriel. Fort de ce constat, le groupe helvético-suédois vient de dévoiler une technologie « révolutionnaire » de récupération d'énergie. « Proposée en option pour les capteurs de température WirelessHart SensyTemp TSP300-W, pour l'instant, cette technologie d' energy harvesting va désormais permettre de bénéficier pleinement des atouts du sans-fil et ainsi de rendre possible des mesures jusque-là trop onéreuses. Si les premiers prototypes ont été présentés au salon Achema 2014, puis testés en grandeur réelle, le lancement officiel va se faire en ce début d'année », annonce Cyrille Nolot, directeur de la LBU Measurement and Analytics de la division Process Automation d'ABB France.
Pour aller jusqu'au bout de la démarche du sans-fil, ABB a développé une technologie de récupération d'énergie, disponible pour l'instant pour ses capteurs de température SensyTemp TSP300-W. Ces derniers sont ainsi des transmetteurs WirelessHart totalement autonomes !
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Un générateur thermoélectrique
La technologie d' energy harvesting de la société repose sur l'effet Seebeck (l'effet Peltier inverse) : la différence de température entre le procédé et l'ambiant permet de géné-rer une différence de tension qui sert alors à alimenter le transmetteur… du moment que la différence est au moins de 30°C. Pour éviter une dissipation trop importante de la température entre le procédé et l'ambiant, une collerette de couleur verte a été ajoutée, collerette qui permet aussi d'identifier au premier coup d'œil les versions autonomes.
« Lorsque la différence de température n'atteint pas momentanément 30 °C, nous avons développé une électronique capable de stocker l'énergie, quitte à réduire la fréquence de scrutation. Et si les 30 °C ne peuvent pas être garantis, il est prévu d'ajouter une batterie assurant une durée de vie de 10 ans », précise Sandrine Guychard.Ce générateur thermoélectrique (TEG pour Thermoelectric Generator ) intégré est associé à une électronique ultra basse consommation afin d'optimiser au mieux l'énergie consommée (mise en veille de l'affichage au bout de 10s, par exemple). Les applications ciblées par ABB sont le transport et le stockage dans les industries de pétrole et gaz (FPSO, réservoirs, transport fluvial, etc.).
