Matériaux actifs et intelligents pour l'instrumentation (PHYS641_IAI)
Volume horaire
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 : |
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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
- Propriétés diélectriques : polarisation, rigidité et permittivité diélectrique, pyro- et ferroélectricité
- Matériaux piézoélectriques
- Matériaux piézorésisitifs et électrostrictifs
- Propriétés magnétiques des matériaux : aimantation, perméabilité magnétique, para-, dia- et ferromagnétisme
- Matériaux magnétorésistifs et magnétostrictifs
- Biréfringence et modulation électro-optique
- Amplification optique
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