Électret

Un électret est un matériau diélectrique présentant un état de polarisation électrique quasi permanent. Dans un certain sens, c'est l'équivalent en électrostatique d'un aimant permanent.



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Capteur - Composant électronique - Science des matériaux

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Un électret est un matériau diélectrique présentant un état de polarisation électrique quasi permanent. Dans un certain sens, c'est l'équivalent en électrostatique d'un aimant permanent. Le terme électret a été proposé par Oliver Heaviside, qui a étudié théoriquement les propriétés d'un tel matériau en 1885, alors que le premier électret artificiel a été préparé par Mototaro Eguchi en 1919.

Propriétés

En simplifiant les choses, on peut comparer un électret avec un condensateur possédant une charge électrique quasi permanente. Cependant, à la différence d'un condensateur classique dont la polarisation induite est transitoire et reste dépendante du champ électrique appliqué, un électret peut conserver sa polarisation pendant une période de temps particulièrement importante, liée à sa permittivité diélectrique ainsi qu'à sa résistivité électrique.

Deux types d'électrets doivent être distingués :

Préparation

Dans la nature, un certain nombre de matériaux comme le quartz, la silice ou le sel de Seignette peuvent se comporter comme des électrets. Cependant, les électrets sont le plus souvent préparés en faisant fondre des matériaux diélectriques, puis en les laissant se refroidir en présence d'un fort champ électrique, ce qui aligne les dipôles dans le matériau (pour les électrets ferroélectriques) ou bien répartit les charges électriques (pour les électrets à charge d'espace). Quand le matériau se refroidit et se solidifie, les dipôles conservent l'alignement qui leur a été imposé, ou la répartition de charge d'espace.

Le premier électret de synthèse préparé par Eguchi consistait en un mélange de :

Le mélange est obtenu en chauffant les trois constituants à plus de 130 °C, puis en le refroidissant en présence d'un champ électrique de plusieurs milliers de volts par centimètre.

Les électrets à usage industriel sont le plus fréquemment réalisés à partir de polymères synthétiques comme le polypropylène, le polyéthylène téréphtalate ou encore les fluoropolymères comme le Teflon.

Applications

Bien que connus depuis le début du XXe siècle, les électrets ne sont utilisés que depuis les années 1960, surtout comme élément transducteur de certains microphones, comme capteur de composition chimique d'un gaz, comme filtre à particules électrostatique, ou encore pour la détection de rayonnement ionisant.

Des tentatives ont été faites pour utiliser des électrets comme générateurs d'électricité. En préparant des électrets présentant une grande surface, il devient envisageable d'allumer une lampe fluorescente de quelques watts. Pour le moment l'usage d'électret comme générateur reste du domaine du laboratoire et n'a pas fait l'objet d'applications industrielles.

Références

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