0:00:08.306,0:00:10.476
Ceci est un cristal de sucre.

0:00:10.476,0:00:14.356
Si vous appuyez dessus,[br]il va générer sa propre électricité.

0:00:14.356,0:00:17.646
Comment ce simple cristal peut-il[br]agir comme une source d'énergie ?

0:00:17.646,0:00:20.156
Parce que le sucre est piézoélectrique.

0:00:20.156,0:00:23.157
Les matériaux piézoélectriques[br]transforment un effort mécanique,

0:00:23.157,0:00:25.997
comme la pression, les ondes sonores,[br]et d'autres vibrations

0:00:25.997,0:00:28.626
en électricité et inversement.

0:00:28.626,0:00:30.647
Ce phénomène étrange[br]fut découvert

0:00:30.647,0:00:34.876
par le physicien Pierre Curie[br]et son frère Jacques en 1880.

0:00:34.876,0:00:38.417
Ils ont découvert qu'en compressant[br]de fines tranches de certains cristaux,

0:00:38.417,0:00:42.908
des charges positives et négatives[br]apparaissaient sur les faces opposées.

0:00:42.908,0:00:45.116
Cette différence de charge, ou tension,

0:00:45.116,0:00:48.777
signifiait que le cristal compressé[br]pouvait envoyer du courant dans un circuit

0:00:48.777,0:00:50.327
comme une batterie.

0:00:50.327,0:00:52.538
Et cela fonctionnait aussi[br]dans l'autre sens.

0:00:52.538,0:00:56.777
Faire circuler de l'électricité dans[br]ces cristaux les faisait changer de forme.

0:00:56.787,0:00:57.978
Ces deux résultats,

0:00:57.978,0:01:00.639
transformer une énergie mécanique[br]en énergie électrique,

0:01:00.639,0:01:03.097
et une énergie électrique[br]en énergie mécanique,

0:01:03.097,0:01:04.529
étaient remarquables.

0:01:04.529,0:01:08.056
Mais la découverte resta peu connue[br]pendant plusieurs décennies.

0:01:08.056,0:01:11.068
La première application pratique[br]fut dans les sonars

0:01:11.068,0:01:14.658
pour détecter les sous-marins allemands[br]pendant la Première Guerre Mondiale.

0:01:14.658,0:01:17.460
Les cristaux de quartz[br]du transmetteur du sonar

0:01:17.460,0:01:21.379
vibraient lorsqu'ils étaient soumis[br]à une tension alternative.

0:01:21.379,0:01:23.939
Cela envoyait des ultrasons dans l'eau.

0:01:23.939,0:01:27.179
Mesurer le temps qu'il fallait à ces ondes[br]pour rebondir sur un objet

0:01:27.179,0:01:29.720
révélaient à quelle distance[br]il se trouvait.

0:01:29.720,0:01:31.488
Pour la transformation inverse,

0:01:31.488,0:01:34.009
convertir une énergie mécanique[br]en énergie électrique,

0:01:34.009,0:01:36.799
pensez aux lumières qui s'allument[br]quand on tape des mains.

0:01:36.799,0:01:39.539
Taper des mains envoie[br]des vibrations dans l'air

0:01:39.539,0:01:43.038
et tord l'élément piézoélectrique.

0:01:43.038,0:01:46.750
Cela crée une tension qui peut conduire[br]assez de courant pour allumer les LEDs,

0:01:46.750,0:01:50.200
même si c'est l'électricité traditionnelle[br]qui les garde allumées.

0:01:50.200,0:01:53.629
Donc qu'est-ce qui rend un matériau[br]piézoélectrique ?

0:01:53.629,0:01:55.750
La réponse dépend de deux facteurs :

0:01:55.750,0:01:57.530
la structure atomique du matériau,

0:01:57.530,0:02:00.830
et comment la charge électrique[br]est répartie à l'intérieur.

0:02:00.830,0:02:02.690
De nombreux matériaux sont cristallins,

0:02:02.690,0:02:04.499
c'est-à-dire faits d'atomes ou d'ions

0:02:04.499,0:02:07.560
bien ordonnés[br]selon un motif tridimensionnel.

0:02:07.560,0:02:10.270
Le composant de base de ce motif,[br]appelé cellule unitaire,

0:02:10.270,0:02:12.610
se répète encore et encore.

0:02:12.610,0:02:15.561
Dans la plupart des matériaux cristallins[br]non-piézoélectriques,

0:02:15.561,0:02:18.611
les atomes d'une cellule unitaire[br]sont répartis symétriquement

0:02:18.611,0:02:20.324
autour d'un point central.

0:02:20.324,0:02:23.783
Mais certains matériaux cristallins[br]n'ont pas de symétrie centrale,

0:02:23.783,0:02:26.972
ce qui en fait de bons candidats[br]pour la piézoélectricité.

0:02:26.972,0:02:28.435
Regardons le quartz,

0:02:28.435,0:02:31.982
un matériau piézoélectrique[br]fait de silicium et d'oxygène.

0:02:31.982,0:02:36.561
L'oxygène a une charge légèrement négative[br]et le silicium légèrement positive,

0:02:36.561,0:02:38.252
créant une séparation de charge,

0:02:38.252,0:02:40.982
ou un dipôle le long de chaque lien.

0:02:40.982,0:02:43.462
En temps normal,[br]ces dipôles s'annulent mutuellement,

0:02:43.462,0:02:46.503
et il n'y a aucune séparation de charge[br]dans la cellule unitaire.

0:02:46.503,0:02:49.694
Mais si on compresse un cristal de quartz[br]dans une direction donnée,

0:02:49.694,0:02:51.263
les atomes se déplacent.

0:02:51.263,0:02:54.134
En raison de l'asymétrie[br]de répartition de charge générée,

0:02:54.134,0:02:56.626
les dipôles ne s'annulent plus[br]mutuellement.

0:02:56.626,0:03:00.457
La cellule étirée finit avec[br]une charge négative d'un côté,

0:03:00.457,0:03:02.823
et une charge positive de l'autre.

0:03:02.823,0:03:06.183
Ce déséquilibre de charge est répété[br]dans tout le matériau,

0:03:06.183,0:03:09.937
et les charges opposées s'accumulent[br]sur les faces opposées du cristal.

0:03:09.937,0:03:13.724
Cela génère une tension qui peut[br]conduire de l'électricité dans un cricuit.

0:03:13.724,0:03:16.914
Les matériaux piézoélectriques[br]peuvent avoir différentes structures.

0:03:16.914,0:03:21.447
Mais ils ont tous en commun des cellules[br]unitaires sans centre de symétrie.

0:03:21.447,0:03:24.354
Plus la compression des matériaux[br]piézoélectriques est grande,

0:03:24.354,0:03:26.744
plus la tension générée est élevée.

0:03:26.744,0:03:29.964
Si à la place, on étire le cristal,[br]la tension s'inverse,

0:03:29.964,0:03:32.244
et le courant circule dans l'autre sens.

0:03:32.244,0:03:35.595
Il y a plus de matériaux piézoélectriques[br]que vous ne l'imaginez.

0:03:35.595,0:03:36.584
L'ADN,

0:03:36.584,0:03:37.295
les os,

0:03:37.295,0:03:38.274
et la soie

0:03:38.274,0:03:42.296
ont tous cette capacité à transformer[br]un énergie mécanique en électricité.

0:03:42.296,0:03:45.896
Les scientifiques ont créé divers[br]matériaux piézoélectriques de synthèse

0:03:45.896,0:03:49.334
et leur ont trouvé des applications[br]allant de l'imagerie médicale

0:03:49.334,0:03:51.336
aux imprimantes à jet d'encre.

0:03:51.336,0:03:54.845
La piézoélectricité est la cause[br]des oscillations régulières

0:03:54.845,0:03:57.865
des cristaux de quartz[br]qui gardent les montres à l'heure,

0:03:57.865,0:03:59.846
des hauts-parleurs[br]de cartes musicales,

0:03:59.846,0:04:03.005
et de l'étincelle de certains allume-gaz

0:04:03.005,0:04:05.116
lorsque vous pressez le bouton.

0:04:05.116,0:04:08.347
Les appareils piézoélectriques[br]pourraient devenir encore plus communs

0:04:08.347,0:04:12.867
car la demande en électricité est élevée[br]et l'énergie mécanique est abondante.

0:04:12.867,0:04:15.936
Il existe déjà des gares utilisant[br]les pas des passagers

0:04:15.936,0:04:18.388
pour alimenter les portails[br]et les affichages,

0:04:18.388,0:04:22.047
et une discotèque où les lumières[br]sont alimentées par piézoélectricité.

0:04:22.047,0:04:25.348
La course des sportifs pourrait-elle[br]alimenter le tableau de score ?

0:04:25.348,0:04:28.668
Ou pourriez-vous recharger vos appareils[br]en marchant dans la rue ?

0:04:28.668,0:04:31.236
Quelle est la suite[br]pour la piézoélectricité ?