Matériaux actifs et intelligents pour l'instrumentation (PHYS641_IAI)

Présentation

Ce cours décrit des matériaux à propriétés spécifiques, utilisés dans des capteurs, actionneurs et dispositifs mécatroniques : explication des phénomènes physiques mis en oeuvre dans ces matériaux, description des modèles de comportement permettant de rendre compte de leurs propriétés, applications.

Objectifs

Ce cours vise à rendre l'élève apte à :

Niveau

A l'issue de ce cours l'élève sera capable :

identifier les classes de matériaux actifs mis en œuvre dans différentes applications de type mesure et transduction.

Application

d'utiliser et appliquer les grandeurs propres aux propriétés magnétiques, magnétorésistives et magnétostrictives dans un capteur ou un transducteur

  

d'utiliser et appliquer les grandeurs propres aux propriétés diélectriques, piézorésistives et électrostrictives dans un capteur ou un transducteur

  

d'expliquer le principe d'aimantation

comprendre le comportement des différentes classes de matériaux vis-à-vis de sollicitations électriques, magnétiques et électromagnétiques

Application

de distinguer les courants de conduction en piézorésistivité des courants de polarisation pour les diélectriques

  

de comprendre les notions de moment dipolaire permanent et induit propre aux matériaux diélectriques et à l’origine des phénomènes piézoélectriques, ferroélectriques et pyroélectriques

  

de décrire l’utilisation de l’effet électro-optique pour la transmission d’un signal (modulation d’amplitude)

Pré-requis

  • Bases de physique générale
  • Electromagnétisme.
  • Outil mathématique : intégrales, dérivées, systèmes de coordonnées, opérateurs, analyse vectorielle, calcul matriciel

Plan du cours

Plan du cours

  1. Propriétés diélectriques : polarisation, rigidité et permittivité diélectrique, pyro- et ferroélectricité
  2. Matériaux piézoélectriques
  3. Matériaux piézorésisitifs et électrostrictifs
  4. Propriétés magnétiques des matériaux : aimantation, perméabilité magnétique, para-, dia- et ferromagnétisme
  5. Matériaux magnétorésistifs et magnétostrictifs
  6. Biréfringence et modulation électro-optique
  7. Amplification optique

Volume horaire

  • CM : 21.0
  • TD : 15.0

Informations complémentaires

Bibliographie

  • David Jiles, Introduction to magnetism and magnetic materials, Ed Chapmann and Hall, 1994
  • Yuhuan Xu, Ferroelectric Materials and their applications, Ed North-Hollland, Elsevier, 1991

Diplômes intégrant ce cours

En bref

Langue d'enseignement
Français

Contact(s)

UFR, Écoles, Instituts