4.5 Autres formes d’interaction
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(propulseur à effet Hall), ce champ électrique axial est obtenu par confinement des
électrons dans un champ magnétique radial créé à l’aide de bobines externes [60].
L’écoulement d’un fluide ionisé, soumis à un champ magnétique, peut réciproquement être utilisé pour produire de l’électricité. Dans ce type de générateur, un courant
gazeux porté à haute température (environ 2 000
◦ K) et ionisé est éjecté à grande vitesse entre deux électrodes parallèles. Ce gaz résulte par exemple de la combustion
d’un carburant liquide. Un champ magnétique est produit dans une direction parallèle
aux électrodes, perpendiculairement à la vitesse de l’écoulement. Les ions positifs et
les électrons sont alors déviés vers des électrodes opposées, créant respectivement les
pôles positif et négatif du générateur.
Remarquons de manière générale que l’avantage de ces dispositifs tient pour une
large part à la simplicité de leur architecture de base, ainsi qu’à l’absence de pièces en
mouvement. Cependant, les difficultés de production de champs et de courants d’intensité significative, au sein de milieux généralement peu conducteurs et faiblement
perméables, ont freiné jusqu’à présent leur développement à grande échelle.
4.5.2 Fluides électro- ou magnéto-rhéologiques
Outre les forces volumiques ou surfaciques qu’il peut produire au sein d’un fluide,
le champ électromagnétique est également à même de modifier ses propriétés viscoélastiques. C’est ainsi qu’un champ électrostatique permet de contrôler à distance
l’écoulement d’un liquide électro-rhéologique. Des propriétés analogues sont observées dans le cas d’un fluide magnéto-rhéologique soumis au champ d’un aimant.
Ce type de propriété est obtenu à l’aide de suspensions non colloïdales à base de
poudres à grains micrométriques dotées de propriétés diélectriques (fluides électrorhéologiques) ou ferromagnétiques (fluides magnéto-rhéologiques). La viscosité apparente du liquide peut alors être modifiée de manière réversible en fonction de l’intensité du champ appliqué.
Dans le cas des fluides magnéto-rhéologiques, cette viscosité peut être ajustée de
manière continu depuis un comportement à viscosité réduite jusqu’à un état quasisolide. En première approximation, la loi de comportement du fluide dans le plan
contrainte - vitesse de cisaillement fait apparaître trois zones principales. Pour les
faibles valeurs de contrainte, la réponse du milieu suit une loi élastique. Une zone intermédiaire à caractère visco-plastique apparaît ensuite au delà d’un certain seuil de
contrainte. Enfin, aux contraintes élevées, la loi de comportement peut être assimilée
à celle d’un fluide newtonien (contrainte proportionnelle à la vitesse de cisaillement).
D’un point de vue quantitatif, les pressions ainsi générées sont couramment de l’ordre
de 0, 1 MPa (sous une excitation magnétique de l’ordre de 250 kA.m
−1 ).
L’exploitation de ces effets concerne des domaines relativement variés tels que
l’automobile (embrayages, freins, ou suspensions actives à commande électromagnétique), les microsystèmes (microactionneurs fluidiques) ou encore le bâtiment (amortisseurs sysmiques à contrôle actif) [29].
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(propulseur à effet Hall), ce champ électrique axial est obtenu par confinement des
électrons dans un champ magnétique radial créé à l’aide de bobines externes [60].
L’écoulement d’un fluide ionisé, soumis à un champ magnétique, peut réciproquement être utilisé pour produire de l’électricité. Dans ce type de générateur, un courant
gazeux porté à haute température (environ 2 000
◦ K) et ionisé est éjecté à grande vitesse entre deux électrodes parallèles. Ce gaz résulte par exemple de la combustion
d’un carburant liquide. Un champ magnétique est produit dans une direction parallèle
aux électrodes, perpendiculairement à la vitesse de l’écoulement. Les ions positifs et
les électrons sont alors déviés vers des électrodes opposées, créant respectivement les
pôles positif et négatif du générateur.
Remarquons de manière générale que l’avantage de ces dispositifs tient pour une
large part à la simplicité de leur architecture de base, ainsi qu’à l’absence de pièces en
mouvement. Cependant, les difficultés de production de champs et de courants d’intensité significative, au sein de milieux généralement peu conducteurs et faiblement
perméables, ont freiné jusqu’à présent leur développement à grande échelle.
4.5.2 Fluides électro- ou magnéto-rhéologiques
Outre les forces volumiques ou surfaciques qu’il peut produire au sein d’un fluide,
le champ électromagnétique est également à même de modifier ses propriétés viscoélastiques. C’est ainsi qu’un champ électrostatique permet de contrôler à distance
l’écoulement d’un liquide électro-rhéologique. Des propriétés analogues sont observées dans le cas d’un fluide magnéto-rhéologique soumis au champ d’un aimant.
Ce type de propriété est obtenu à l’aide de suspensions non colloïdales à base de
poudres à grains micrométriques dotées de propriétés diélectriques (fluides électrorhéologiques) ou ferromagnétiques (fluides magnéto-rhéologiques). La viscosité apparente du liquide peut alors être modifiée de manière réversible en fonction de l’intensité du champ appliqué.
Dans le cas des fluides magnéto-rhéologiques, cette viscosité peut être ajustée de
manière continu depuis un comportement à viscosité réduite jusqu’à un état quasisolide. En première approximation, la loi de comportement du fluide dans le plan
contrainte - vitesse de cisaillement fait apparaître trois zones principales. Pour les
faibles valeurs de contrainte, la réponse du milieu suit une loi élastique. Une zone intermédiaire à caractère visco-plastique apparaît ensuite au delà d’un certain seuil de
contrainte. Enfin, aux contraintes élevées, la loi de comportement peut être assimilée
à celle d’un fluide newtonien (contrainte proportionnelle à la vitesse de cisaillement).
D’un point de vue quantitatif, les pressions ainsi générées sont couramment de l’ordre
de 0, 1 MPa (sous une excitation magnétique de l’ordre de 250 kA.m
−1 ).
L’exploitation de ces effets concerne des domaines relativement variés tels que
l’automobile (embrayages, freins, ou suspensions actives à commande électromagnétique), les microsystèmes (microactionneurs fluidiques) ou encore le bâtiment (amortisseurs sysmiques à contrôle actif) [29].