Montres connectées: un nouveau capteur booste leur autonomie
Maher Kayal et Sergueï Okhonin avec le capteur qu'ils ont mis au point© 2017 Alain Herzog
Dans les montres connectées, près de 80% de la batterie est utilisée par le monitoring cardiaque. Une nouvelle génération de capteurs, développée par Actlight, une start up de l’EPFL, permet d’utiliser cinq fois moins d’énergie. Testé et calibré, ce dispositif est prêt à être produit en grande série pour équiper les nouveaux modèles.
Le marché des montres connectées est en plein essor. Près de 50 millions de ces appareils électroniques ont été vendus dans le monde en 2016, indique l’International Data Corporation*, qui pronostique que 150 millions de pièces seront écoulées en 2021. Nombre de pas, dénivelé, GPS…. la palette des fonctions, assurées par divers capteurs plus ou moins gourmands en énergie, s’élargit également chaque année. La palme de la consommation revient cependant au monitoring cardiaque qui utilise jusqu’à 80% de la batterie à lui tout seul.
Des capteurs d’un nouveau genre, mis au point par Actlight, une start up de l’Innovation Park de l’EPFL, mesurent les battements du cœur avec la même fiabilité tout en consommant cinq fois moins d’énergie. Testés en collaboration avec le laboratoire de Maher Kayal dans le cadre d’un projet CTI (commission pour la technologie et l’innovation), ils sont prêts à être intégrés dans les montres connectées. «Cet allongement de la durée de vie de la batterie assure un confort à l’utilisateur, mais constitue également un gain considérable en matière de consommation d’électricité», souligne le professeur. Cette technologie a d’ailleurs valu à Actlight une nomination parmi les meilleures startup « cleantech » suisses en 2015.
Le temps comme signal
C’est dans le traitement du signal que réside le secret de ces capteurs économes. Pour bien comprendre le fonctionnement de ce nouveau type de capteur, appelé photodiode dynamique, il faut saisir celui de ceux actuellement utilisés dans la plupart des montres. Deux diodes placées au dos de l’engin, contre la peau de l’utilisateur, envoient de la lumière qui pénètre les couches superficielles de l’épiderme. En fonction du flux sanguin, une partie plus ou moins importante de cette lumière sera réfléchie. Un capteur, placé entre les diodes, capte ces ondes lumineuses et transforme cette information en signal électrique permettant d’afficher la fréquence cardiaque.
Au lieu de convertir la lumière en courant puis de mesurer l’amplitude de ce dernier, les capteurs développés par Actlight -appelés photodiodes dynamiques (DPD)-, retransforment la lumière en temps. Ils mesurent ainsi, grâce à une pulsation de lumière, le moment du déclenchement de ce courant. Un gain d’énergie faible à l’échelle d’un battement, mais qui, répété plus de 50’000 fois par jour, permet cette économie substantielle.
En discussion avec de grands fabricants de semiconducteurs, la start up s’apprête à vendre des licences pour la fabrication en grande série de son innovation. Ces capteurs sont en effet également intéressants d’un point de vue économique: «ils sont moins onéreux à produire, car ils nécessitent moins de silicium pour un usinage équivalent», affirme Sergueï Okhonin, CEO de la start-up. De nombreuses autres applications sont également envisagées: par exemple pour la détection de mouvements lors de jeu vidéo.
* Entreprise américaine spécialisée dans la réalisation d'études de marché dans les domaines des technologies de l'information et de la communication et de l'électronique grand public
