PiézoélectricitéLa piézoélectricité (du grec πιέζειν, piézein, presser, appuyer) est la propriété que possèdent certains matériaux de se polariser électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique et réciproquement de se déformer lorsqu’on leur applique un champ électrique. Les deux effets sont indissociables. Le premier est appelé effet piézoélectrique direct ; le second effet piézoélectrique inverse. Cette propriété trouve un très grand nombre d’applications dans l’industrie et la vie quotidienne.
PZTLes PZT, ou titano-zirconates de plomb, sont des composés chimiques de formule , où . Il s'agit de céramiques de structure pérovskite présentant plusieurs propriétés intéressantes : ferroélectricité, c'est-à-dire qu'elles ont une polarisation électrique spontanée, qui peut être inversée par l'application d'un champ électrique ; piézoélectricité, c'est-à-dire qu'elles peuvent changer de forme si on leur applique un champ électrique, ou qu'elles peuvent générer une tension électrique entre deux faces lorsqu'on leur applique une déformation — propriété particulièrement utile pour les capteurs, les transducteurs, les actionneurs au sens large ; pyroélectricité, c'est-à-dire qu'elles peuvent générer une tension électrique lorsqu'on modifie leur température, d'où des applications dans les sondes de température.
FerroélectricitéOn appelle ferroélectricité la propriété selon laquelle un matériau possède une polarisation électrique à l'état spontané, polarisation qui peut être renversée par l'application d'un champ électrique extérieur. La signature d'un matériau ferroélectrique est le cycle d'hystérésis de la polarisation en fonction du champ électrique appliqué. Le préfixe ferro- fut emprunté au ferromagnétisme par analogie.
Titanate de baryumLe titanate de baryum est un composé chimique de formule . Ce matériau céramique se présente sous la forme d'un solide blanc ferroélectrique à hystérésis prononcée ayant également un effet photoréfractif et un effet piézoélectrique. Il trouve des applications notamment dans les condensateurs, les transducteurs électromécaniques, les thermistances CTP et en optique non linéaire. Il existe également sous forme naturelle dans un minéral rare appelé baryopérovskite.
Couche minceUne couche mince () est un revêtement dont l’épaisseur peut varier de quelques couches atomiques à une dizaine de micromètres. Ces revêtements modifient les propriétés du substrat sur lesquels ils sont déposés. Ils sont principalement utilisés : dans la fabrication de composants électroniques telles des cellules photovoltaïques en raison de leurs propriétés isolantes ou conductrices ; pour la protection d'objets afin d'améliorer les propriétés mécaniques, de résistance à l’usure, à la corrosion ou en servant de barrière thermique.
CondensateurUn condensateur est un composant électronique élémentaire, constitué de deux armatures conductrices (appelées « électrodes ») en influence totale et séparées par un isolant polarisable (ou « diélectrique »). Sa propriété principale est de pouvoir stocker des charges électriques opposées sur ses armatures. La valeur absolue de ces charges est proportionnelle à la valeur absolue de la tension qui lui est appliquée.
Finite strain theoryIn continuum mechanics, the finite strain theory—also called large strain theory, or large deformation theory—deals with deformations in which strains and/or rotations are large enough to invalidate assumptions inherent in infinitesimal strain theory. In this case, the undeformed and deformed configurations of the continuum are significantly different, requiring a clear distinction between them. This is commonly the case with elastomers, plastically-deforming materials and other fluids and biological soft tissue.
Infinitesimal strain theoryIn continuum mechanics, the infinitesimal strain theory is a mathematical approach to the description of the deformation of a solid body in which the displacements of the material particles are assumed to be much smaller (indeed, infinitesimally smaller) than any relevant dimension of the body; so that its geometry and the constitutive properties of the material (such as density and stiffness) at each point of space can be assumed to be unchanged by the deformation.
Thin-film bulk acoustic resonatorA thin-film bulk acoustic resonator (FBAR or TFBAR) is a device consisting of a piezoelectric material manufactured by thin film methods between two conductive – typically metallic – electrodes and acoustically isolated from the surrounding medium. The operation is based on the piezoelectricity of the piezolayer between the electrodes. FBAR devices using piezoelectric films with thicknesses ranging from several micrometres down to tenths of micrometres resonate in the frequency range of 100 MHz to 20 GHz.
Récolte d'énergieLa récolte d'énergie (energy harvesting ou energy scavenging en anglais) est le processus par lequel de l'énergie est tirée de sources externes (solaire, éolienne, thermique, vibratoire, cinétique, chimique, etc.) en quantités infinitésimales, puis emmagasinée pour servir au fonctionnement autonome d'appareils portables de petite taille comme ceux de l'électronique vestimentaire (wearable electronics en anglais), les réseaux de capteurs sans fil mais aussi des applications de grande taille, notamment pour les sources thermiques: fonderies, spatial (générateur thermoélectrique à radioisotope), etc.
Stress–strain curveIn engineering and materials science, a stress–strain curve for a material gives the relationship between stress and strain. It is obtained by gradually applying load to a test coupon and measuring the deformation, from which the stress and strain can be determined (see tensile testing). These curves reveal many of the properties of a material, such as the Young's modulus, the yield strength and the ultimate tensile strength. Generally speaking, curves representing the relationship between stress and strain in any form of deformation can be regarded as stress–strain curves.
Déformation d'un matériauLa déformation des matériaux est une science qui caractérise la manière dont réagit un matériau donné quand il est soumis à des sollicitations mécaniques. Cette notion est primordiale dans la conception (aptitude de la pièce à réaliser sa fonction), la fabrication (mise en forme de la pièce), et le dimensionnement mécanique (calcul de la marge de sécurité d'un dispositif pour éviter une rupture). La capacité d'une pièce à se déformer et à résister aux efforts dépend de trois paramètres : la forme de la pièce ; la nature du matériau ; des processus de fabrication : traitement thermique , traitement de surface, etc.
Deformation (engineering)In engineering, deformation refers to the change in size or shape of an object. Displacements are the absolute change in position of a point on the object. Deflection is the relative change in external displacements on an object. Strain is the relative internal change in shape of an infinitesimally small cube of material and can be expressed as a non-dimensional change in length or angle of distortion of the cube. Strains are related to the forces acting on the cube, which are known as stress, by a stress-strain curve.
Stockage de l'énergieLe stockage de l'énergie consiste à mettre en réserve une quantité d'énergie provenant d'une source pour une utilisation ultérieure. Il a toujours été utile et pratiqué, pour se prémunir d'une rupture d'un approvisionnement extérieur ou pour stabiliser à l'échelle quotidienne les réseaux électriques, mais il a pris une acuité supplémentaire depuis l'apparition de l'objectif de transition écologique.
Énergie primaireUne source d’énergie primaire est une forme d’énergie disponible dans la nature avant toute transformation. Si elle n’est pas utilisable directement, elle doit être transformée en une source d’énergie secondaire pour être utilisable et transportable facilement. Dans l'industrie de l'énergie, on distingue la production d'énergie primaire, de son stockage et son transport sous la forme de vecteurs d'énergie et de la consommation d'énergie finale.
Transition énergétiqueLa transition énergétique désigne à la fois l'évolution passée de la répartition des énergies consommées sur la planète (bois, hydroélectricité, charbon, pétrole, gaz naturel, nucléaire, etc.) et, pour l'avenir, l'objectif politique et technique d'une modification structurelle profonde des modes de production et de consommation de l'énergie. C'est l'un des volets de la transition écologique.
Energy developmentEnergy development is the field of activities focused on obtaining sources of energy from natural resources. These activities include the production of renewable, nuclear, and fossil fuel derived sources of energy, and for the recovery and reuse of energy that would otherwise be wasted. Energy conservation and efficiency measures reduce the demand for energy development, and can have benefits to society with improvements to environmental issues.
Précarité énergétiquevignette|Le Global Village and Discovery Center d'Habitat for Humanity International à Americus, en Géorgie, recrée un bidonville dans le but de sensibiliser les visiteurs à l’existence et à l’insalubrité des logements pauvre dans le monde. La précarité énergétique désigne l'état de précarité de personnes, familles ou groupes n’ayant pas un accès normal et régulier dans leur logement ou lieux de vie aux sources d'énergie nécessaires à la satisfaction de leurs besoins primaires, par exemple à cause de bâtiments mal isolés contre le froid ou la chaleur, ou à la suite de l’inadaptation ou du prix des ressources énergétiques.
Politique énergétiqueLa politique énergétique est la politique adoptée par une entité vis-à-vis de la gestion de l'énergie. Elle a notamment une dimension géopolitique. Académies suisses des sciences, « Instruments pour une politique climatique et énergétique efficace », fiche d'information, 2019. Agence internationale de l'énergie Certificat économie énergie Dépendance au pétrole Direction générale de l'énergie et des matières premières Politique climatique Politique énergétique de l'Union européenne Politiques publiques de rénovation énergétique Sécurité énergétique Les invariants de l'énergie, conférence de Samuele Furfari sur la consommation d'énergie par l'homme (dépendance, ressources et contexte géopolitique).
Tension de cycleEn chimie organique, la tension de cycle ou contrainte cyclique désigne la déstabilisation d'une molécule cyclique, telle un cycloalcane, causée par l'orientation spatiale des atomes qui la composent. Cette tension provient d'une combinaison (1) de contrainte d'angle, (2) de contrainte de torsion (ou tension de Pitzer) et (3) de la tension trans-annulaire (ou contrainte de van der Waals).
