jeudi 28 avril 2011

Cristal piézoélectrique

Dans un épisode de la série TV Rough Science, Mike Bullivan, chimiste à l'Open University parvient à synthétiser un cristal piézoélectrique à l'aide de produits chimiques courants.

Lorsque l'on ajoute du carbonate de soude à une solution de crème de tartre (Tartrate Acide de Potassium), on obtient un sel appelé sel de Seignette ou sel de Rochelle. Ce sel a des propriétés piézoélectriques et était utilisé dans les premiers microphones de ce type.

Cette synthèse a été reprise en vidéo par Collin Cunningham de Make Magazine:



J'ai tenté l'expérience, et le plus difficile a été de trouver la crème de tartre. C'est un additif alimentaire très utilisé, mais impossible à trouver dans les épiceries Françaises! Il n'y a pas d'autres choix que de se rendre outre-manche, ou d'en commander via internet.

Le bicarbonate de sodium se trouve très facilement, il est vendu en grande surface sous le nom de "Cristaux de soude". Les cristaux de soude de la marc St Marc conviennent parfaitement.


La seconde difficulté est d'obtenir de beaux cristaux. Il est important de ne pas trop chauffer la solution, voir même de ne pas la chauffer du tout! Je me suis aperçu que lorsque je chauffais trop, la solution devenait visqueuse (polymérisation?), empêchant une bonne cristallisation.
Finalement c'est une solution non chauffée qui me donna le meilleur résultat.
Il est important de laisser l'eau s'évaporer doucement, et de ne pas déranger la solution.

Au bout de quelques jours, on peut obtenir des cristaux de taille raisonnable. Une fois séchés, on peut tester leurs propriétés piézoélectriques.





Un cristal de sel de Rochelle est branché de par ses extrémités à un oscilloscope.
On applique des contraintes mécaniques brève, et on observe l'évolution de la tension:



On observe bien un effet piézoélectrique. La prochaine étape sera de fabriquer un microphone fonctionnant grâce à l'un de ces cristaux.

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