138
4 • Interaction électromécanique
4.5.3 Alliages à mémoire de forme
Certains alliages métalliques tels que les composés de type NiTi, CuZnAl ou CuAlNi
présentent des propriétés thermoélastiques remarquables qui permettent de contrôler
leur état de déformation, dans des proportions relativement importantes, par simple
variation de la température [62]. La déformation obtenue résulte d’une transition de
phase solide de type martensitique - austénitique. Le corps est alors capable de recouvrer à chaud sa forme initiale préalablement modifiée à froid, d’où le nom d’alliage
à mémoire de forme. Outre cet effet « unidirectionnel », on peut aussi, dans certaines
conditions, basculer de manière réversible entre deux formes limites. Le processus
est alors qualifié de « bidirectionnel ».
La figure 4.14 illustre le comportement d’un fil de Nitinol (alliage NiTi) soumis à
une charge statique et contrôlé en température entre deux états extrêmes. On observe
dans le plan déformation - température un cycle d’hystérésis caractéristique de ce
type de composé.
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
Température (°C)
Θ
Échauffement
Refroidissement
Transformation
martensitique
Transformation
austénitique
Déformation relative S (%)
Figure 4.14 Cycle thermique de déformation d’un fil de Nitinol (de 1 mm de diamètre)
sous charge statique (T 0 = 35 MPa)
Les contraintes développées durant la phase de chauffage peuvent atteindre des
valeurs très élevées (de l’ordre de 100 MPa). De même, les déformations obtenues
sous charge maximale sont considérables (elles avoisinent 80 000 ppm pour certains
composés). En revanche, les temps de réponse (constante de temps thermique) sont
par principe relativement faibles (de l’ordre de 0, 1 à 1 s pour des dispositifs de dimensions millimétriques). Le contrôle électrique de la température (par effet Joule)
au moyen d’un courant circulant directement dans le matériau permet de disposer
4 • Interaction électromécanique
4.5.3 Alliages à mémoire de forme
Certains alliages métalliques tels que les composés de type NiTi, CuZnAl ou CuAlNi
présentent des propriétés thermoélastiques remarquables qui permettent de contrôler
leur état de déformation, dans des proportions relativement importantes, par simple
variation de la température [62]. La déformation obtenue résulte d’une transition de
phase solide de type martensitique - austénitique. Le corps est alors capable de recouvrer à chaud sa forme initiale préalablement modifiée à froid, d’où le nom d’alliage
à mémoire de forme. Outre cet effet « unidirectionnel », on peut aussi, dans certaines
conditions, basculer de manière réversible entre deux formes limites. Le processus
est alors qualifié de « bidirectionnel ».
La figure 4.14 illustre le comportement d’un fil de Nitinol (alliage NiTi) soumis à
une charge statique et contrôlé en température entre deux états extrêmes. On observe
dans le plan déformation - température un cycle d’hystérésis caractéristique de ce
type de composé.
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
Température (°C)
Θ
Échauffement
Refroidissement
Transformation
martensitique
Transformation
austénitique
Déformation relative S (%)
Figure 4.14 Cycle thermique de déformation d’un fil de Nitinol (de 1 mm de diamètre)
sous charge statique (T 0 = 35 MPa)
Les contraintes développées durant la phase de chauffage peuvent atteindre des
valeurs très élevées (de l’ordre de 100 MPa). De même, les déformations obtenues
sous charge maximale sont considérables (elles avoisinent 80 000 ppm pour certains
composés). En revanche, les temps de réponse (constante de temps thermique) sont
par principe relativement faibles (de l’ordre de 0, 1 à 1 s pour des dispositifs de dimensions millimétriques). Le contrôle électrique de la température (par effet Joule)
au moyen d’un courant circulant directement dans le matériau permet de disposer