4.5 Autres formes d’interaction
135
Une autre filière, que l’on pourrait plus justement qualifier de polymères électroactivés, a trait aux déformations d’origine électrostatique produites au sein d’un élastomère polarisé entre deux électrodes. Les forces variant dans ce cas comme le carré de
l’intensité du champ, l’accès à des performances significatives repose sur l’utilisation
de diélectriques alliant haute rigidité diélectrique et grande souplesse mécanique. Le
silicone (− Si −O−) constitue de ce fait un polymère particulièrement indiqué. Cette
classe de matériau offre des performances et des fonctionnalités inédites en terme de
compromis effort - déformation [61]. Ainsi, certains auteurs n’hésitent pas à les qualifier de « muscles électroactifs »
(1)
4.5 AUTRES FORMES D’INTERACTION
Les processus décrits au cours des paragraphes précédents procèdent d’une manière
générale des actions engendrées par le champ électromagnétique sur des corps solides, déformables ou indéformables. Or, les milieux fluides sont également à même
de subir les effets du champ. Une première classe de processus concerne ainsi les
couplages magnétohydrodynamiques. Selon un deuxième type d’effets, la viscosité
du fluide elle-même peut être directement affectée par le champ électromagnétique.
On a alors affaire aux liquides électro- ou magnéto-rhéologiques.
Par ailleurs, outre le principe d’un couplage électromécanique direct, il est également possible de tirer parti d’une forme d’énergie intermédiaire pour réaliser l’interaction recherchée. Tel est le cas des alliages à mémoire de forme qui réalisent un
couplage indirect de type électro-thermo-élastique. Mentionnons encore l’idée qui
consisterait à récupérer le travail des forces de pression produit par les dégagements
gazeux lors d’une réaction électrochimique réversible (au sein d’une pile à combustible par exemple
(2) ).
Si la caractérisation exhaustive de l’ensemble des principes potentiellement exploitables sort à l’évidence du cadre de notre propos, on peut néanmoins en décrire
brièvement les principales fonctionnalités.
4.5.1 Effets magnétohydrodynamiques
On regroupe sous cette dénomination les actions électromécaniques subies par des
fluides conducteurs plongés dans un champ électromagnétique. Le mouvement d’un
fluide conducteur soumis à un champ magnétique fait apparaître un champ électromoteur. Celui-ci est à l’origine du développement de courants électriques induits dans
le milieu fluide. Les forces qui naissent de l’interaction de ces courants avec le champ
(1) Pour mémoire, on peut estimer que la contrainte développée au sein d’un muscle biologique humain est
de l’ordre de 0, 2 MPa, pour une déformation relative maximale avoisinant 35 %
(2) À partir d’un tel procédé, on a pu par exemple réaliser un actionneur linéaire capable de développer une
force de l’ordre de 100 N (sous une pression de 0, 3 MPa) sur une course de 5 mm, le temps de déplacement
étant de l’ordre de 50 s [57].
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Une autre filière, que l’on pourrait plus justement qualifier de polymères électroactivés, a trait aux déformations d’origine électrostatique produites au sein d’un élastomère polarisé entre deux électrodes. Les forces variant dans ce cas comme le carré de
l’intensité du champ, l’accès à des performances significatives repose sur l’utilisation
de diélectriques alliant haute rigidité diélectrique et grande souplesse mécanique. Le
silicone (− Si −O−) constitue de ce fait un polymère particulièrement indiqué. Cette
classe de matériau offre des performances et des fonctionnalités inédites en terme de
compromis effort - déformation [61]. Ainsi, certains auteurs n’hésitent pas à les qualifier de « muscles électroactifs »
(1)
4.5 AUTRES FORMES D’INTERACTION
Les processus décrits au cours des paragraphes précédents procèdent d’une manière
générale des actions engendrées par le champ électromagnétique sur des corps solides, déformables ou indéformables. Or, les milieux fluides sont également à même
de subir les effets du champ. Une première classe de processus concerne ainsi les
couplages magnétohydrodynamiques. Selon un deuxième type d’effets, la viscosité
du fluide elle-même peut être directement affectée par le champ électromagnétique.
On a alors affaire aux liquides électro- ou magnéto-rhéologiques.
Par ailleurs, outre le principe d’un couplage électromécanique direct, il est également possible de tirer parti d’une forme d’énergie intermédiaire pour réaliser l’interaction recherchée. Tel est le cas des alliages à mémoire de forme qui réalisent un
couplage indirect de type électro-thermo-élastique. Mentionnons encore l’idée qui
consisterait à récupérer le travail des forces de pression produit par les dégagements
gazeux lors d’une réaction électrochimique réversible (au sein d’une pile à combustible par exemple
(2) ).
Si la caractérisation exhaustive de l’ensemble des principes potentiellement exploitables sort à l’évidence du cadre de notre propos, on peut néanmoins en décrire
brièvement les principales fonctionnalités.
4.5.1 Effets magnétohydrodynamiques
On regroupe sous cette dénomination les actions électromécaniques subies par des
fluides conducteurs plongés dans un champ électromagnétique. Le mouvement d’un
fluide conducteur soumis à un champ magnétique fait apparaître un champ électromoteur. Celui-ci est à l’origine du développement de courants électriques induits dans
le milieu fluide. Les forces qui naissent de l’interaction de ces courants avec le champ
(1) Pour mémoire, on peut estimer que la contrainte développée au sein d’un muscle biologique humain est
de l’ordre de 0, 2 MPa, pour une déformation relative maximale avoisinant 35 %
(2) À partir d’un tel procédé, on a pu par exemple réaliser un actionneur linéaire capable de développer une
force de l’ordre de 100 N (sous une pression de 0, 3 MPa) sur une course de 5 mm, le temps de déplacement
étant de l’ordre de 50 s [57].