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Matériaux adaptatifs

26 Octobre 2008, 20:42pm

Publié par Grégory SANT

Les matériaux piézoélectriques génèrent une tension électrique lorsqu'ils subissent une contrainte (déformation mécanique) et inversement ils se déforment quand on leur applique une tension. Ce sont surtout des céramiques mais aussi des polymères. Ils servent à fabriquer des capteurs. Associés à une électronique de commande, les matériaux piézoélectriques permettent de contrôler les vibrations de structures pour des composants embarqués. Ils peuvent également récupérer l'énergie des vibrations pour augmenter l'autonomie des dispositifs.
Les matériaux magnétostrictifs se déforment sous l'action d'un champ magnétique. Ils ont des utilisations similaires à celles des matériaux piézoélectriques.
Les alliages à mémoire de forme, déformés à froid, retrouvent leur forme initiale au-delà d'une certaine température. Cette propriété est due à un changement de phase (c'est-à-dire de structure cristalline) réversible : l'alliage a une forme martensitique à basse température et austénitique à haute température. Ce sont en général des alliages de cuivre, zinc et aluminium, ou de titane et de nickel. Si les déformations ne dépassent pas une certaine amplitude, le processus peut être répété des millions de fois.
Ces alliages sont utilisés en chirurgie pour des stents (prothèses placées à l'intérieur d'une artère) insérés à froid et prenant leur forme définitive à la température du corps.
De nombreux polymères ont également des propriétés de mémoire de forme. Certains polymères conducteurs ou ioniques modifient leur forme par un phénomène analogue à la piézoélectricité. Ce phénomène se manifeste si le matériau est immergé dans un fluide. De tels polymères font l'objet de recherches pour obtenir des muscles artificiels. D'autres polymères se déforment lorsqu'on leur fournit de l'énergie chimique ou électrique.

Exemples d'utilisations
Les verres photochromiques changent de couleur en fonction de l'intensité de la lumière. Ils peuvent servir à fabriquer des vitres, des lunettes, des pare-brise automobiles qui s'obscurcissent en fonction de l'intensité du rayonnement solaire. Les textiles intelligents confèrent aux vêtements des fonctions de régulation de température ou d'humidité. Ils peuvent également intégrer des biocapteurs pour une surveillance de l'environnement ou de l'état de santé.
Dans le domaine de la construction, on peut imaginer des revêtements changeant de couleur, absorbant ou réfléchissant la lumière selon la température ambiante et même capables de fournir de l'énergie à partir de différences locales de températures (thermocouples) ou de vibrations naturelles (capteurs piézoélectriques). Une peinture changeant de couleur en fonction du pH peut donner une alerte quand le métal qu'elle recouvre s'oxyde.

Source : cnrs.fr
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