Matériau électroactifs Propriétés et utilisations
Matériau électroactifs Propriétés et utilisations
Les matériaux électroactifs sont des matériaux intelligents, c’est à dire qu’ils possèdent une gamme de sensibilité à des sollicitations diverses. Par exemple, les alliages à mémoire de forme sont des matériaux capables de recouvrer "à chaud" leur forme initiale préalablement modifiée "à froid". Ils répondent donc à l’action thermique (le réchauffement) par un effet mécanique (le changement de forme).
Par matériaux électroactifs, nous entendons dans ce cours les matériaux intelligents dont l’action est d’origine électrique ou magnétique, et l’effet mécanique. En d’autres termes, ils possèdent, de par leur structure, un couplage electro-mécanique. Cela concerne les matériaux possédant les propriétés :
– de piézo-électricité
– de magnéto et d’électrostriction
A ces matériaux, nous inclurons certains fluides dont l’usage est de moins en moins marginal. Ce sont les fluides magnéto et électro rhéologique qui voient leur viscosité varier par action sur le champ magnétique ou électrique extérieurs. Nous inclurons aussi les alliages à mémoire de forme ; dans ce dernier cas, il ne s’agit pas d’un couplage électromécanique au sens strict puisque l’action est thermique. Cependant, dans un bon nombre d’applications, l’action thermique dérive d’un courant électrique qui passe au sein même du matériau augmentant par perte joule sa température.
Ainsi, ces matériaux électroactifs offrent l’avantage d’une conversion électromécanique directe. C’est à dire que la constitution géométrique de la matière, l’organisation du réseau cristallin par exemple, peut changer sous l’action des champs électriques ou magnétiques extérieurs, générant des allongements. Par opposition aux effets électrodynamiques qui génèrent des efforts à distance, nous avons ici une conversion d’énergie s’opérant au sein même de la matière.
Dans la première partie de ce cours, nous décrivons les effets tels que définis précédemment. Puis nous aborderons dans un second chapitre et de manière plus approfondie la description de l’effet piézo-électrique.