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Posté par Adrien le Mercredi 05/01/2011 à 00:00
Conversion efficace des vibrations en électricité
Le professeur UENO Toshiyuki de l'Université de Kanazawa a conçu un générateur de petite taille qui produit de l'électricité à partir de vibrations. Selon le chercheur, sa densité de puissance, de 22 mW/cm3, est vingt fois supérieure à celle des générateurs de ce type développés jusqu'à présent.

Le principe de fonctionnement du dispositif repose sur la propriété de magnétostriction inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de composition interne · notée multiplicativement, est...). La magnétostriction est la capacité d'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base sélectionnée en raison de propriétés...) à se déformer sous l'effet de la variation d'un champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée...). Inversement, une déformation du matériau modifie sa susceptibilité magnétique (c'est-à-dire capacité à s'aimanter) et donc le champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) magnétique dans lequel il se trouve. Le professeur UENO utilise du galfenol, un alliage (Un alliage est une combinaison d'un métal avec un ou plusieurs autres éléments chimiques.) de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme...) et de gallium développé par la marine américaine pour améliorer la sensibilité des sonars, et qui possède cette propriété.

L'appareil développé par le chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont diversifiés et impliquent d'importantes...) mesure 2 mm x 3 mm x 12 mm. Il est constitué d'un aimant (Un aimant est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont le champ rémanent et l'excitation coercitive sont grands (voir ci-dessous). Cela lui...) et de deux bâtonnets parallèles de galfenol, autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) desquels est enroulée une bobine de fil conducteur. Une extrémité des deux bâtonnets est fixe, l'autre est attachée à un poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de la résultante des autres...) mobile. Lorsque le poids oscille, il exerce alternativement une pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) sur un des bâtonnets et une tension (La tension est une force d'extension.) sur l'autre, entraînant leur déformation. La variation du champ magnétique qui en résulte induit (L'induit est un organe généralement électromagnétique utilisé en électrotechnique chargé de recevoir l'induction de l'inducteur et de la transformer en...) un courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique, généralement des électrons, au sein d'un...) dans la bobine. Dans les conditions de l'expérience, le professeur a ainsi réussi à obtenir une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) maximale de 1,56 mW pour une fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans...) de vibration de 357 Hz.

Le professeur a choisi d'utiliser le galfenol, une première pour ce genre d'application, du fait de sa ductilité (La ductilité désigne la capacité d'un matériau à se déformer plastiquement sans se rompre. La rupture se fait lorsqu'un défaut (fissure ou cavité), induit par la déformation...), qui le rend facile à usiner. De plus, sa température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée...) de Curie (température au-delà de laquelle il perd son aimantation spontanée) élevée (700°C) permet un fonctionnement dans un grand intervalle de température (-200°C à +200°C). Le dispositif peut donc être utilisé dans des environnements qui subissent de fortes variations de température. Il est ainsi envisageable de l'utiliser par exemple pour alimenter les capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une...) de pression à l'intérieur des pneus.

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Source: BE Japon numéro 559 (20/12/2010) - Ambassade de France au Japon / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /65412.htm