Piézoélectricité et magnétostriction

Les actionneurs électromagnétiques sont devenus indispensables dans notre vie quotidienne.  Les principaux éléments constitutifs de ces dispositifs sont les matériaux ferromagnétiques et diélectriques. Les matériaux ferromagnétiques ont la propriété de s’aimanter, ils permettent ainsi de canaliser les lignes de champ et de rendre le champ plus intense. Les matériaux diélectriques ont la propriété de se polariser sous l’effet d’un champ électrique, c’est-à-dire faire apparaître des charges qui sont liées aux matériaux.

Ces matériaux permettent ainsi de réaliser des éléments pour le stockage d’énergie : des condensateurs et des inductances ou bien des actionneurs électromagnétiques où des éléments rigides se déplacent. D’autres actionneurs font appel à un couplage intrinsèque au matériau lui donnant la faculté de se déformer réversiblement sous l’action d’un champ. Ces actionneurs permettent d’avoir de faible déplacement et de grands efforts.

Cette ressource décrit les phénomènes de magnétostriction et d’électrostriction qui correspondent à une déformation de la matière sous l’application d’un champ magnétique ou électrique. En premier lieu sont présentés les outils de description de l’électromagnétisme de la matière, puis les outils de description de la déformation des matériaux que sont les tenseurs des contraintes et des déformations ; les phénomènes d’électrostriction et de magnétostriction sont alors exposés et des exemples d’applications sont proposés, en particulier le résonateur à quartz.

Contenu de la ressource :

1. Introduction
2. Etat et comportement du matériau
3. Couplage électromécanique/magnétomécanique
4. Applications