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Thèse soutenue

Modélisation des couches minces magnétostrictives [Texte imprimé] : application aux microsystèmes

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Auteur / Autrice : Christophe Body
Direction : Gérard Meunier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Grenoble INPG
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'électrotechnique (Grenoble1980-2006)
Jury : Président / Présidente : Henri Martinot
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Noël Decarpigny, Daniel Hauden, Franck Claeyssen, Dominique Givord, Gilbert Reyne

Résumé

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Le développement actuel des micro actionneurs est tributaire de la disponibilité et du perfectionnement des matériaux dits intelligents tels que, par exemple, les matériaux magnétostriction. Ceux-ci assurent une conversion directe de l'énergie électromagnétique en énergie mécanique. Dans cette optique, la mise au point récente de matériaux magnétostriction en couches minces ouvre de nouveaux champs d'applications et de fonctionnalités pour les microsystèmes. Ces matériaux sont caractérisés par un fort couplage, non linéaire, entre les phénomènes magnétiques et mécaniques. La compréhension du phénomène de magnétostriction en couche mince est une étape primordiale. Le présent travail consiste en l'étude de ce phénomène du point de vue de la modélisation par éléments finis. En effet, le développement des microsystèmes passe impérativement par la mise au point d'outils de modélisation et de conception tenant compte de la réduction d'échelle, de la spécificité des matériaux et des couplages physiques mis en jeu qui rendent la tâche difficile. A partir de la méthode des éléments finis, des techniques originales de couplage fort (couplage simultané) magnétodynamique, non linéaires, sont développées pour modéliser de tels matériaux. Ces techniques sont ensuite appliquées à la modélisation de deux prototypes basés sur le bilame magnétostrictif : une micro membrane active pour micro pompe et une micro poutre encastrée, en tenant compte du circuit de création du champ et des non linéarités magnétiques et mécaniques. Les résultats obtenus soulignent les atouts de la magnétostriction dans le domaine des micro actionneurs, ainsi que la pertinence des méthodes de modélisation développées pour leur conception