Moteurs piézoélectriques

En marge des matériaux traditionnellement utilisés dans les machines électriques, les matériaux actifs se caractérisent par leur aptitude à produire une action mécanique issue de leur propre déformation sous l’effet d’un couplage généralement réversible de type électroélastique (électrostriction, piézoélectricité), magnétoélastique (magnétostriction, piézomagnétisme), voire thermoélastique (alliages à mémoire de forme). Les progrès récemment réalisés dans ce domaine ouvrent la voie à une nouvelle génération de moteurs électriques, regroupés sous la dénomination de piézomoteurs . Le principe de fonctionnement de ces actionneurs est fondé sur la déformation alternative d’une structure élastique fixe à base de matériaux actifs, capable de communiquer par friction un mouvement d’entraînement uniforme à une partie mobile. Si les moteurs à base d’alliages métalliques magnétostrictifs, ou à mémoire de forme, appartiennent encore au domaine de la recherche, les moteurs piézoélectriques constituent d’ores et déjà une alternative performante face à certaines applications.

Après quelques rappels sur la conversion électromécanique de l’énergie par effet piézoélectrique, le présent article analyse les principes généraux sur lesquels repose le fonctionnement des piézomoteurs et met, alors, en évidence les différentes familles de moteurs piézoélectriques. Le domaine considéré étant relativement nouveau et encore en pleine évolution, le panorama des structures les plus représentatives qui est dressé  2 ne saurait cependant se vouloir exhaustif. La structure de référence que représente le moteur annulaire à onde progressive est, ensuite, étudiée de manière plus détaillée  3