1. Définitions de la piézoélectricité
1.1 Généralités sur la piézoélectricité
L'apparition de charges électriques par application d'une contrainte mécanique sur un cristal naturel a été observée pour la première fois par un minéralogiste français, l'Abbé R. Haüy en 1817. C'est plus tard, en 1880, que Pierre et Jacques Curie, qui travaillaient sur la relation entre la structure cristalline et les propriétés physiques des cristaux, ont découvert expérimentalement l'effet direct de la piézoélectricité. Ils ont observés cet effet de couplage électro-mécanique dans un grand nombre de cristaux tels que le quartz, la tourmaline et le sel de Rochelle, et à partir de l'étude des propriétés de symétrie de ceux-ci, ils ont proposés les premières lois décrivant la piézoélectricité directe .
On désigne par piézoélectricité directe la propriété de certains cristaux d'acquérir une polarisation (ou de la modifier si elle existe initialement) sous l'effet de contraintes mécaniques, telles que compressions ou tractions (figure 1). Cette polarisation correspond à des modifications dans la répartition des charges liées qui constituent les groupements stables de la matière (atomes, ions, molécules), modifications dues aux déformations ou réorientations de ces groupements.
Si dans tout élément de volume Δτ considéré, le barycentre des charges positives et celui des charges négatives se séparent, formant ainsi un dipôle électrique de moment Δ p , alors le moment dipolaire par unité de volume est défini par le vecteur de polarisation P ....
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