4.2 Sources électromagnétiques en interaction statique
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charge électrique dans un écoulement gazeux à grande vitesse. Tel est le principe du
générateur supersonique. L’alimentation en air comprimé d’une tuyère métallique
de quelques millimètres de diamètre, en forme de convergent-divergent, génère un
écoulement supersonique au sein d’un tube isolant de quelques centimètres de long.
Une première aiguille disposée dans la tuyère et portée à un potentiel de l’ordre de
1 kV génère un courant ionique. Ce courant est véhiculé par les gouttelettes d’eau
dues à la condensation de l’air humide. Une seconde aiguille, fixée en sortie du tube
isolant, capte les charges et les accumulent sur le pôle à haut potentiel. On obtient
ainsi, dans un encombrement réduit, des tensions comprises entre 10 et 100 kV.
Remarquons enfin que, outre ses applications en haute tension, l’interaction électromécanique par couplage électrostatique trouve également un débouché prometteur
dans le domaine des micromachines, ou plus généralement celui des microsystèmes
[47]. Les difficultés d’ordre technologique auxquelles on se heurte en matière d’intégration de bobinages de dimension micrométrique sont en effet susceptibles de favoriser l’utilisation de champs électriques plutôt que magnétiques. En outre, sous
certaines conditions, des effets d’échelle jouent en faveur de l’interaction électrostatique aux faibles dimensions. Il résulte en particulier de la loi exprimant le champ
critique d’un gaz en fonction du produit « entrefer×pression » (courbe de Paschen)
que l’intensité du champ électrique peut être sensiblement relevée au fur et à mesure que l’on réduit, à pression constante, la distance inter-électrode (cette distance
se rapproche alors de la distance moyenne séparant les molécules composant le gaz).
L’intensité du champ exploitable dans l’air à pression normale pourrait ainsi dépasser 100 MV.m
−1 lorsque l’entrefer avoisine 1 mm. Une application relativement
spectaculaire de ces investigations est illustrée sur la figure 4.4 montrant une vue au
microscope électronique à balayage d’un micromoteur électrostatique « à capacité
variable » [48].
10 m
m
Figure 4.4 Micromoteur rotatif à effet électrostatique intégré sur substrat de silicium
(© photo LAAS-CNRS)
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charge électrique dans un écoulement gazeux à grande vitesse. Tel est le principe du
générateur supersonique. L’alimentation en air comprimé d’une tuyère métallique
de quelques millimètres de diamètre, en forme de convergent-divergent, génère un
écoulement supersonique au sein d’un tube isolant de quelques centimètres de long.
Une première aiguille disposée dans la tuyère et portée à un potentiel de l’ordre de
1 kV génère un courant ionique. Ce courant est véhiculé par les gouttelettes d’eau
dues à la condensation de l’air humide. Une seconde aiguille, fixée en sortie du tube
isolant, capte les charges et les accumulent sur le pôle à haut potentiel. On obtient
ainsi, dans un encombrement réduit, des tensions comprises entre 10 et 100 kV.
Remarquons enfin que, outre ses applications en haute tension, l’interaction électromécanique par couplage électrostatique trouve également un débouché prometteur
dans le domaine des micromachines, ou plus généralement celui des microsystèmes
[47]. Les difficultés d’ordre technologique auxquelles on se heurte en matière d’intégration de bobinages de dimension micrométrique sont en effet susceptibles de favoriser l’utilisation de champs électriques plutôt que magnétiques. En outre, sous
certaines conditions, des effets d’échelle jouent en faveur de l’interaction électrostatique aux faibles dimensions. Il résulte en particulier de la loi exprimant le champ
critique d’un gaz en fonction du produit « entrefer×pression » (courbe de Paschen)
que l’intensité du champ électrique peut être sensiblement relevée au fur et à mesure que l’on réduit, à pression constante, la distance inter-électrode (cette distance
se rapproche alors de la distance moyenne séparant les molécules composant le gaz).
L’intensité du champ exploitable dans l’air à pression normale pourrait ainsi dépasser 100 MV.m
−1 lorsque l’entrefer avoisine 1 mm. Une application relativement
spectaculaire de ces investigations est illustrée sur la figure 4.4 montrant une vue au
microscope électronique à balayage d’un micromoteur électrostatique « à capacité
variable » [48].
10 m
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Figure 4.4 Micromoteur rotatif à effet électrostatique intégré sur substrat de silicium
(© photo LAAS-CNRS)