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Thèse soutenue

Résonateur composite à base de polymère piézoélectrique pour la mesure de forces statiques : instrumentation et étude

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Auteur / Autrice : Lucien Aimé Ngalamou Pideu
Direction : Philippe Benech
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Physique
Date : Soutenance en 1994
Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

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L'utilisation de materiaux piezoelectriques pour la mesure de contraintes mecaniques dynamiques ou quasi-statiques est une application de longue date ; cependant, l'effet piezoelectrique direct n'est intrinsequement pas adapte aux mesures de contraintes statiques. Dans ce memoire nous presentons un systeme de mesure de contraintes statiques par variation de la frequence de resonance d'un resonateur composite. Nous avons utilise un resonateur composite forme d'un element piezoelectrique (pvf#2) pris entre deux electrodes en laiton, ces electrodes etant elles-memes recouverte de deux feuilles d'elastomere. L'etude et l'analyse du comportement sous contrainte du resonateur montrent que les variations de frequence et d'amortissement de la resonance du systeme sont dues a une variation des impedances de charge de l'element piezoelectrique. Cette variation d'impedance est due essentiellement a variations des caracteristiques de l'interface pvf#2-laiton. Afin de realiser des capteurs de force statique avec le resonateur composite ou la frequence de resonance varie avec la force appliquee, nous avons developpe autour d'un micro-ordinateur une instrumentation appropriee d'etude du resonateur composite. Cette instrumentation est basee sur la mesure de la phase de l'impedance electrique du resonateur, qui presente un maximum a la resonance. Elle nous a permis de caracteriser les differentes configurations du resonateur selon les etats de surface de l'interface pvf#2-laiton. La realisation finale d'un capteur autonome passe par l'integration de celle-ci autour d'un micro-controleur