7.2 Conversion d’énergie par couplage électroélastique
199
Modes élémentaires
et équations associées
Exemple de base
(déformation à vide (T l = 0) d’un barreau de forme
allongée)
mode longitudinal
⎧
⎪ ⎨
⎪ ⎩
S 3 = s E
33 T 3 + d 33 E 3
D 3 = d 33 T 3 + e T
33 E 3
Oz
Ox
Oy
P 0
E
extension suivant Oz
= Ox 3
d 33 > 0 : S 3 et E 3 de même signe
mode transversal
⎧
⎪ ⎨
⎪ ⎩
S 1 = s E
11 T 1 + d 31 E 3
D 3 = d 31 T 1 + e T
33 E 3
Ox
Oy
Oz
P 0
E
extension suivant Ox
= Ox 1
d 31 < 0 : S 1 et E 3 de signes opposés
mode de cisaillement
⎧
⎪ ⎨
⎪ ⎩
S 5 = s E
44 T 5 + d 15 E 1
D 1 = d 15 T 5 + e T
11 E 1
Ox
Oy
Oz
P 0
E
cisaillement autour de Oy
= Ox 2
d 15 > 0 : S 5 et E 1 de même signe
(les électrodes sont représentées en grisé)
Tableau 7.2 Modes de couplage électromécanique élémentaires dans les céramiques PZT
7.2 CONVERSION D’ÉNERGIE PAR COUPLAGE
ÉLECTROÉLASTIQUE
7.2.1 Cycle de conversion élémentaire
De par son caractère divalent (cf. § 4.1.2), le phénomène de piézoélectricité constitue
un moyen direct et réversible pour transformer l’énergie électrostatique en énergie
élastique. Afin de mieux comprendre les conditions de cette transformation, considérons à titre d’exemple le processus de conversion « électromécanique » étudié dans le
tableau 7.3. Sans restreindre la généralité, l’exemple choisi concerne un transducteur
piézoélectrique travaillant en mode transversal. La transformation idéale qu’il subit