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Les materiaux intelligents et leurs applications

Les matériaux intelligents et leurs applications Firas Ismail Amir Jemaa Institut national des sciences appliquées et de technologie INSAT IMI Sommaire Introduction Propriétés physiques et caracteristiques Les types La classi ?cation Les applications Auto- réparation Dans le domaine de la défense et de l'espace Dans les industries nucléaires En Ingénierie des Structures Applications biomédicales Réduire les déchets électroniques Réduire le gaspillage alimentaire La santé Conclusions References C INTRODUCTION Avec le développement de la science des matériaux de nombreux nouveaux matériaux de haute qualité et rentabilité sont entrés en utilisation dans divers domaines de l'ingénierie Au cours des dix dernières décennies les matériaux sont devenus multifonctionnels et nécessitait l'optimisation des di ?érentes caractérisations et propriétés Avec la dernière évolution le concept a s'oriente vers les matériaux composites Et récemment la prochaine étape de l'évolution est envisagée avec le concept de matériaux intelligents Les matériaux intelligents sont des nouveaux matériaux de génération dépassant le conventionnel matériaux structurels et fonctionnels Ces matériaux possèdent des capacités d'adaptation aux stimuli externes tels que charges ou l'environnement avec une intelligence inhérente Les matériaux intelligents sont dé ?nis en tant que matériaux qui possèdent la capacité de modi ?er leurs propriétés physiques d'une manière spéci ?que dans réponse à une entrée de stimulus spéci ?que Les stimuli pourraient être pression température champs électriques et magnétiques produits chimiques pression hydrostatique ou rayonnement nucléaire Propriétés physiques et caracteristique Les propriétés physiques modi ?ables associées pourraient être la forme rigidité viscosité ou amortissement Takagi l'a expliqué comme des matériaux intelligents qui répondent aux changements dans les conditions les plus optimales et révèlent leur propres fonctions en fonction de l'environnement L'intelligence décrit l'auto-adaptabilité l'auto- détection mémoire et fonctionnalités multiples des matériaux ou structure Ces caractéristiques o ?rent de nombreuses applications possibles de ces matériaux et structures dans aérospatiale fabrication systèmes d'infrastructure civile biomécanique et environnement Les caractéristiques des structures intelligentes sont un grand avantage qui utilise l'adaptation intégrée de matériaux intelligents comme alliages à mémoire de forme En modi ?ant leurs propriétés les matériaux intelligents peuvent détecter les défauts et les ?ssures et donc sont utiles comme outil de diagnostic Cette caractéristique peut être utilisé pour activer le matériel intelligent intégré Cdans le matériel hôte de manière appropriée pour compenser le défaut Ce phénomène est appelé e ?et auto-réparateur Types Ces matériaux à une ou plusieurs propriétés peuvent être considérablement modi ?é de manière contrôlée par des stimuli Ainsi ce matériau a un capteur intégré actionneur et ou mécanisme de contrôle par lequel il est capable de ressentir un stimulus d'y répondre d'une manière prédéterminé dans un délai court ou approprié temps et revenir à son état d'origine dès que le le stimulus est supprimé Il existe plusieurs types de smart matériel disponible et certains sont discutés ci- dessous Les matériaux piézoélectriques sont un exemple très courant de ces matériaux o? ils produisent une tension lorsque le stress est appliqué Étant donné que cet e ?et s'applique également à l'inverse manière une tension à travers l'échantillon produira un stress au sein