Brevet FR2595008A1 — publié le 19870828

Matériau piézorésistif utilisable pour la réalisation de sondes piézorésistives et procédé de fabrication de ce matériau La présente invention a pour objet un maté- riau piézorésistif utilisable pour la réalisation de sondes piézorésistives ainsi qu'un procédé de fabrica- tion de ce matériau. L'effet de piézorésistance d'un matériau correspond à la variation de résistance électrique de ce matériau sous contrainte. Cette variation de résis- tance électrique peut être due aussi bien à une varia- tion'des dimensions du matériau qu'à une variation de conductivité électrique de ce matériau. L'invention concerne plus particulièrement les matériaux piézorésistifs du type hétérogène com- prenant des particules conductrices noyées dans une matrice isolante, l'effet de piézorésistance de ces matériaux correspondant à une variation de conductivi- té électrique de ces matériaux sous contrainte. Dans le reste de la description, on ne décrira que ce type de matériau piézorésistif. L'invention s'applique à la réalisation de sondes piézorésistives telles que des capteurs ou des jauges de contraintes (pression, flexion, cisaille- ment,...) sensibles à des pressions allant environ de Pa à quelques 108 Pa, suivant le matériau piézoré- sistif utilisé. Une sonde piézorésistive comprend de façon connue un matériau piézorésistif et au moins deux con- tacts électriques déposés de part et d'autre du maté- riau piézorésistif. Les matériaux piézorésistifs connus ont des sensibilités en pression allant environ de 5.107 Pa à quelques 108 Pa. La demande de brevet français n 7 928 806 déposée le 22 novembre 1979 au nom du même demandeur décrit justement une jauge piézorésistive sensible à des pressions de L'ordre de 5.107 Pa. Cette jauge com- prend un matériau piézorésistif constitué de particu- les de carbone ou de graphite noyées dans une matière plastique telle qu'une résine époxyde ou une résine polyimide. Les matériaux piêzorésistifs connus ont l'inconvénient de ne pas présenter des sensibilités suffisantes aux pressions inférieures à envi- ron 5.107 Pa. La présente invention a précisément pour objet des matériaux piézorésistifs permettant notam- ment de remédier à l'inconvénient précité. De façon plus précise, l'invention a pour objet un matériau piézorésistif utilisable pour la réalisation de sondes piézorésistives, constitué de particules conductrices noyées dans une matrice iso- lante en résine polymérisée, caractérisé en ce que les particules conductrices sont des fibres de graphite. L'utilisation de fibres de graphite dans le matériau piézorésistif de l'invention est particuliè- rement intéressante car elle permet d'obtenir une sen- sibilité supérieure à celle que l'on obtient avec des particules de carbone. En effet, pour une résine donnée et pour une concentration volumique de particules conductrices donnée, les fibres de graphite ont un effet piézoré- sistif, autrement dit une sensibilité en pression, su- périeur à celui des particules de carbone ou de gra- phite (noirs ou sphères de carbone ou de graphite). Par ailleurs, en choisissant de façon approq- priée la résine qui constitue la matrice isolante, on peut adapter la sensibilité du matériau aux gammes de pression auxquelles il sera destiné. De préférence, les fibres de graphite ont des longueurs allant de 1 à 3 mm. En effet, les fibres : : fÉ D:0: :: -: ::: X X: : *:: 0 : - : - : 0,, S *, 0: 1 0 : :::: : . Q :f: 15 : f f - :::: : ; 20 :: : D: * 7 :::: :; 25 :: ::::: ::: . - f; ::: ::: :: * S: f :::: :: : 0: :::: : de longueur supérieure à 3 mm sont très cassantes, de ce fait les fibres dispersées dans une matrice n'ont pas toutes la même Longueur. D'autre part, couper des fibres de longueur inférieure à 1 mm n'est pas aisé. Tous Les types de résine polymérisée ainsi que des mélanges de résines polymérisées peuvent cons- tituer La matrice isolante du matériau piézorésistif de l'invention. Cette matrice isolante peut être aussi bien rigide que souple. A titre d'exemple, on peut citer les résines thermodurcissables telles que la ré- sine époxyde ou la résine polypropylène qui sont des matrices rigides et la résine élastomère comme le si- licone ou le polyuréthane qui est une matrice souple. D'autres résines telles que des résines thermoplasti- ques comme le polystyrène peuvent également être uti- lisées. Le choix de la matrice des matériaux piézo- résistifs permet d'obtenir des sensibilités en pres- sion différente. Plus le module d'Young E de la matri- ce utilisée est important, plus le matériau piézoré- sistif est sensible à de fortes pressions et inverse- ment. En choisissant une matrice très souple, telle qu'un élastomère du type résine silicone de module d'Young E=1,7 MPa, en d'autres termes de module d'Young faible, le matériau piézorésistif correspon- dant est sensible à des pressions pouvant atteindre quelques 105 Pa. En revanche, en choisissant une ma- trice rigide telle qu'une résine époxyde de module d'Young E=1500 MPa, le matériau piézorésistif corres- pondant est sensible à des pressions de l'ordre de 108 Pa. L'invention a également pour objet une sonde piézorésistive comprenant un matériau piézorésistif constitué de fibres de graphite noyées dans une matri- ce isolante en résine polymerisée, ainsi qu'un capteur piézorésistif comprenant un matériau piézorésistif constitué de fibres de graphite noyées dans une matri- ce souple, utilisé pour la mesure de pressions infé- rieures à 5.10 7 Pa. Par ailleurs, l'invention a pour objet un procédé de fabrication du matériau piézorésistif com- prenant au moins les étapes suivantes: a) - préparation d'un mélange homogène de fibres *de graphite et de la résine polymérisable, b) - durcissement du mélange. Selon un mode préféré de fabrication, on soumet à une pression le matériau piézorésistif obte- nu, avant son utilisation, ladite pression étant supé- rieure aux pressions d'utilisation du matériau. Ce traitement en pression permet notamment de supprimer l'effet d'hystérésis correspondant à La différence de sensibilité du matériau sous contrainte entre la com- pression et la décompression et d'obtenir 'une bonne reproductibilité de la sensibilité dudit matériau. Selon un autre mode préféré de fabrication, on effectue un recuit thermique du matériau piézoré- sistif obtenu, avant son utilisation, à une températu- re comprise entre la température d'utilisation du ma- tériau et la température de dégradation de la matrice isolante. Ce traitement thermique permet notamment de stabiliser et d'améliorer la sensibilité du matériau. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et non limitatif, en référence aux figures annexées dans les- quelles - les figures la, lb et lc représentent dif- férentes sondes piézorésistives conformes à l'inven- tion, - les figures 2a, 2b et 2c représentent la variation de l'effet piézorésistif en fonction de la pression appliquée sur un matériau piézorésistif com- portant des fibres de graphite, au cours de différents cycles de compression/décompression successifs, - la figure 3 représente la variation de l'effet piézorésistif en fonction de la pression ap- pliquée sur un matériau piézorésistif avant et après recuit thermique de ce matériau, - les figures 4a et 4b représentent pour une contrainte donnée, la variation de l'effet piézorésis- tif en fonction de la concentration volumique en fi- bres de graphite dans une résine époxyde et à titre comparatif en noir de carbone dans une résine époxyde, - Les figures 5a, 5b et 5c représentent la variation de l'effet piézorésistif pour un matériau piézorésistif comprenant respectivement des fibres de graphite noyées dans une résine époxyde pour des pres- sions hydrostatiques ou uniaxiales, des fibres de graphite noyées dans un élastomère pour des pressions hydrostatiques, et des fibres de graphite noyées dans un élastomère pour des pressions uniaxiales, - la figure 6 représente la variation de l'effet piézorésistif en fonction de la concentration volumique en fibres de graphite dans une résine époxy- de et dans un élastomère, pour différentes valeurs de pression, - la figure 7 représente la variation de conductivité électrique en fonction de la concentra- tion volumique en fibres de graphite dans un matériau piézorésistif, pour différentes longueurs de fibres. La figure la représente une sonde piézoré- sistive 4 comportant un matériau piézorésistif 1 cons- titué de fibres de graphite noyées dans une matrice rigide du type résine époxyde, et les figures lb et lc une sonde piézorésistive 6, 8 comportant un matériau piézorésistif 2 constitué de fibres de graphite noyées dans une matrice souple du type élastomère silicone. Pour réaliser un matériau piézorésistif comprenant des fibres de graphite noyées dans une ma- trice isolante polymérisable, on procède par exemple comme décrit cidessous On coupe Les fibres suivant une longueur donnée, comprise de préférence entre I et 3 mm. Au- dessous d'un mitlimètre, il est en effet difficile de couper les fibres et au-dessus de 3-mm, Les fibres étant cassantes, on ne pourrait pas avoir des fibres de longueurs homogènes dans le matériau piézorésistif. Les fibres coupées sont mélangées-avec une résine polymérisable telle qu'une résine thermodur- cissable (résine époxyde, élastomère) ou thermoplas- tique (polystyrène) et un solvant tel que l'acétone à raison d'environ deux parties d'acétone pour une par- tie de résine. Ce solvant permet de disperser convena- blement les fibres dans la résine. Le mélange fibres, résine et solvant est agité de manière à former une suspension uniforme sans casser les fibres. Ce mélange est ensuite chauffé et dégazé pour éliminer le solvant. On introduit ensuite un durcisseur tel qu'une polyamine pour une résine époxyde ou un agent de réticulation pour une résine élastomère, et on dis- perse ce durcisseur dans le mélange fibres/résine. Le mélange obtenu est placé sur une plaque vibrante pour homogénéiser ce mélange, il est ensuite à nouveau dé- gazé, puis coulé dans un moule par exemple en téflon, que l'on place dans une étuve à la température de po- lymérisation de la résine, pendant environ I heure. La température de polymérisation de la résine époxyde est de l'ordre de 40 C et de la résine élastomère de l'or- dre de 100'C. Dans certains cas, on peut aussi réaliser le durcissement à température ambiante. Le matériau obtenu est ensuite démoulé et taillé pour obtenir des éléments piézorésistifs de di- mensions souhaitées. En général, ces éLéments ont La forme d'un parallélépipède de dimensions environ 8mmx5mmxO,6mm. Au moins deux contacts électriques com- prenant par exemple des fils de Constantané sont collés sur le paralléLépipède constitué par le maté- riau piézorésistif, pour mesurer la résistance élec- trique de ce matériau piézorésistif. Dans le cas d'un matériau piézorésistif 1 constitué de fibres de graphite noyées dans une matri- ce rigide telle qu'une résine époxyde (voir figure la), les deux fils de ConstantanO 5,7 sont collés di- rectement sur le matériau piézorésistif avec une colle 3 généralement conductrice telle qu'une laque d'ar- gent. Les contacts électriques constitués par les fils de Constantan( et la colle sont disposés de préférence sur les deux plus grandes faces parallèles du parallé- lépipède 1, mais bien entendu, ils peuvent être dispo- sés sur d'autres faces. D'autre part, la colle 3 re- couvre de façon avantageuse toute la surface des faces sur lesquelles sont situés les contacts électriques ou une partie seulement de ces faces. De plus, pour protéger la sonde piézorésis- tive ainsi réalisée, les contacts formés par les fils de Constantan 5, 7 et la colle 3 peuvent être cou- verts d'une fine couche 9 de résine isolante, ce revê- tement n'affectant pas la résistance électrique de la sonde. Cette résine est soit une résine à prise rapide polymérisable à température ambiante, soit une résine du même type que celle utilisée pour la réalisation du matériau piézorésistif, un recuit de la sonde permet- tant la polymérisation de cette résine. Dans le cas d'un matériau piézorésistif 2 utilisant une matrice souple telle qu'une résine élas- tomère siicone, celle-ci présentant de mauvaises tom&ère silicone, celleci présentant de mauvaises adhérences avec Les métaux, on effectue Les contacts électriques différemment. Un premier mode de réalisation de ces con- tacts est représenté figure lb. Deux tresses de tissus de fibres 11 de graphite sont introduites -avant La couLée du mélange (fibres/résine/durcisseur) dans Le mouLe contre deux de ses parois internes opposées. On couLe ensuite Le méLange et on-Le Laisse durcir comme précédemment, puis on démoule et on taille le matériau 0 piézorésistif ainsi ob-tenu pour former un paralLélépi- pède 2. Un fil de Constantane 5,7 est introduit à L'intérieur de chacune des tresses 11 de part et d'autre du parallélépipède 2. Une couche de colle con- ductrice 3 telle qu'une laque d'argent est alors dépo- sée sur les tresses il et les fils de Constantanw 5, 7. L Les contacts électriques ainsi réalisés sont recouverts d'une couche protectrice isolante 9 telle qu'une résine polymérisable à température am- 0 biante ou une résine polymérisable par un recuit ther- mique comme une résine élastomère silicone. Les con- tacts électriques élaborés de cette -façon présentent une bonne résistance mécanique et une faible résistan- ce de contact. Un deuxième mode de réalisation des contacts électriques sur un parallélépipède 2 constitué par un matériau piézorésistif à matrice souple, du type élas- tomère silicone est représenté figure lc. Ces contacts électriques sont réalisés sur ce parallélépipède par 0 l'intermédiaire d'une couche 13 d'un matériau piézoré- sistif comportant une matrice généralement du même, type que celle du parallélépipède 2, mais comprenant une concentration volumique en particules de graphite (sphères ou fibres) plus élevée pour rendre cette couche très conductrice (de l'ordre de 35% pour les 3: sphères et de qu:[,ues % pour les fibres). Cette cou- che 13 est déposée sur deux faces parallèles du paral- Lélépipède. Un fil de Constantan( 5, 7 est alors collé par l'intermédiaire de la couche 13 sur chacune de ces faces, par une colle 3 telle qu'une laque d'argent. Une couche protectrice 9 en résine peut comme précé- demment recouvrir l'ensemble des contacts cons itués par la laque d'argent et les fils de Constantan>. Généralement, on réalise les contacts élec- triques sur les deux plus grandes faces du matériau piézorésistif, comme représenté figure la. Cependant, si l'on veut que la résistance électrique des contacts électriques soit négligeable par rapport à celle du matériau piézorésistif, notamment dans le cas o l'on veut étudier la résistance du matériau, on pose ces contacts sur deux des faces parallèles du parallélépi- pède autres que ces grandes faces (figures lb-lc). De cette façon, la résistance électrique du matériau me- surée entre les deux contacts est plus grande. La ré- sistance électrique des contacts électriques peut être rendue également négligeable par l'utilisation de deux contacts électriques supplémentaires tels que des fils de Constantan disposés sur une des grandes faces du parallélépipède par exemple par une colle conductrice. De cette manière, on mesure la différence de potentiel entre les deux contacts supplémentaires lorsqu'un cou- rant est injecté par les fils de Constantanv 5, 7. - Les figures 2a, 2b et 2c représentent la va- riation de l'effet piézorésistif -R en fonction de la Ro pression appliquée P sur un matériau piézorésistif fibres de graphite/résine époxyde au cours de plu- sieurs cycles de compression et décompression réalisés successivement sur le même matériau. L'application d'une contrainte sur un maté- riau piézorésistif induit une variation de la concen- tration volumique O en particules conductrices et don: une variation de la conduction électrique du matériau. La concentration volumique 0 en particules con- ductrices est définie par la relation: O=Vc/(Vm+Vc) o Vc représente le volume occupé par les particules conductrices et V le volume de la matrice. L'effet m piézorésistif est mesuré par le rapport: AR/Ro=(R-Ro)/Ro, o R représente la résis- tance électrique du matériau sous contrainte et R la o résistance initiale du matériau à pression ambiante. Ce rapport est négatif du fait que la matrice est plus compressible que les particules conductrices. Le matériau utilisé pour ces essais est constitué de 0,35% de fibres de graphite de longueur 3 mm et d'une résine époxyde du type Aralditee. Les courbes 21, 23, 25 représentent les trois cycles successifs de compression et décompres- sion appliqués à ce matériau. On constate sur ces courbes que plus la pression appliquée sur ce matériau est grande, plus l'effet piézorésistif obtenu est important jusqu'à un seuil de sensibilité pour lequel, quelle que soit la pression appliquée, la sensibilité du matériau est pratiquement constante. * Par ailleurs, ces courbes présentent un effet d'hystérésis qui s'atténue au cours des diffé- rents cycles jusqu'à disparaître. Cet effet d'hystéré- sis est généralement d'autant plus important que la concentration volumique en fibres de graphite est fai- ble et voisine de la concentration volumique de seuil 0* La concentration volumique de seuil est la concen- tration au-dessous de laquelle le matériau piézorésis- tif n'est plus conducteur. D'autre part, on constate sur ces courbes que le seuil de sensibilité du matériau piézorésistif (-jR) augmente successivement au cours des premiers cycles. Il faut donc plusieurs cycles successifs de compression et décompression pour obtenir une repro- ductibilité du seuil de sensibilité du matériau. De ce fait, pour ne pas avoir d'effet d'hys- térésis et pour avoir une excellente reproductibilité de la sensibilité, on soumet le matériau piézorésis- tif, avant son utilisation, à une pression supérieure aux pressions d'utilisation du matériau. La figure 3 représente la variation de l'effet piézorésistif en fonction de la pression ap- pliquée sur un matériau piézorésistif fibres de gra- phite/résine époxyde du même type que celui décrit figures 2a, 2b et 2c, au cours de deux cycles (courbes 31, 33) de compression et décompression successifs, le dernier cycle (courbe 33) étant effectué après traite- ment thermique du matériau piézorésistif. Ce traitement thermique consiste à soumet- tre le matériau piézorésistif à un recuit pendant en- viron 2 heures à une température comprise entre la température de fonctionnement du matériau piézorésis- tif et la température de dégradation de la résine, cette température est généralement inférieure à 150 C. On constate sur les courbes 31, 33 que ce traitement thermique a permis d'améliorer le seuil de sensibilité du matériau piézorésistif. D'autre part, ce traitement permet de stabiliser le seuil de sensi- bilité du matériau. En effet, lorsque l'on effectue des cycles de compression/décompression suppLémentai- res sur ce matériau, on retrouve la courbe 33. Par ailleurs, l'effet d'hystérésis décrit au cours du pre- mier cycle de compression/décompression (courbe 31) a disparu au cours du deuxième cycle (courbe 33). Ce traitement thermique peut être effectué indifféremment soit avant, soit après le traitement en pression décrit figure 2. Les figures 4a et 4b représentent La varia- tion de l'effet piézorésistif-LR/R en fonction de La o concentration volumique 0 en fibres de graphite (co.ur- - be 41) et à titre comparatif en noir de carbone cour- be 43), dans une résine époxyde du type Araldite pour une pression hydrostatioue de 108 Pa. Les fibres de graphite utilisées ont une Longueur dae mm. On constate sur Les courbes 41 et 43 qu'un matériau- piézorésistif comprenant des fibres de gra- phite est beaucoup pLus sensible qu'un matériau com- prenant des noirs de carbone. En effet, pour qu'un matériau piézorésistif comprenant des noirs de carbone et un matériau piézorésistif comprenant des fibres de graphite aient la même sensibilité, il faut que la concentration volumique en noir de carbone soit très supérieure à la concentration volumique en fibres de graphite. A titre d'exemple, pour obtenir une sensibi- lité -LR/R de 0,70% pour une pression hydrostatique de 108 Pa, il faut dans une résine époxyde une concen- tration volumique 0 en noir de carbone de 18% et. en fibres de graphite de 0,6%. L'utilisation de fibres de graphite dans Les matériaux piézorésistifs con-formes à l'invention pré- sentent donc aussi un intérêt économique. Sur ces courbes, on peut également constater que la sensibilité des matériaux piézorésistifs aug- mente lorsque la concentration volumique des particu- les conductrices (noir de carbone, fibres de graphite) diminue jusqu'à la concentration volumique de seuil 0' Au-delà de cette concentration volumique de seuil, il n'y a pas assez de particules conductrices dans le matériau piézorésistif pour assurer La continuité électrique. Pour réaliser un matériau piézorésistif, le choix de la concentration volumique en particules conductrices résulte donc d'un compromis entre la con- centration dornnant la meilleure sensibilité et la con- centration donnant La plus faible résistance électri- que. Par ailleurs, la sensibilité d'un matériau piézorésistif dépend également du choix de la matrice isolante polymérisable utilisée. Les figures 5a, 5b et 5c représentent diffé- rentes courbes 51, 53, 55 illustrant respectivement les variations de l'effet piézorésistif d'un matériau constitué de 0,35% de fibres de graphite de longueur 3 mm et d'une résineépoxyde sous pression hydrostatique, d'un matériau constitué de 1,85% de fibres de graphite de longueur 1 mm et d'une résine élastomère sous pression hydrostatique et d'un matériau constitué de 1,80% de fibres de graphite de longueur 1 mm et d'un élastomère sous pression uniaxiale. La résine époxyde utilisée est du type Araldite, et la résine élastomère utilisée est une résine silicone commercia- lisée sous le nom de RhodorsilW RTV 141. Les pressions hydrostatiques correspondent à des pressions appliquées sur l'ensemble du parallé- lépipède constitué par le matériau piézorésistif, par l'intermédiaire d'un fluide tel que de l'huile, tandis que les pressions uniaxiales correspondent à des pres- sions appliquées seulement sur deux faces parallèles de ce parallélépipède, soit parallèLement, soit per- pendiculairement au déplacement du courant électrique dans les fils de ConstantanR. Un matériau piézorésistif comportant une matrice rigide telle qu'une résine époxyde (E=1500 MPa) a le même comportement en pression hy- drostatique qu'en pression uniaxiale; c'est la raison pour laquelle, on n'a représenté que le comportement en pression hydrostatique (figure 5a) du matériau piézorésistif comportant des fibres de graphite et une résine époxyde. En revanche, un matériau piézorésistif comprenant une matrice souple te[Le qu'un élastomère (figures 5b et 5c) est plus sensible aux pressions uniaxiales qu'aux pressions hydrostatiques. Les variations de la concentration volumi- que 0 en particules conductrices dans une matrice ri- gide en fonction de la pression P appliquée est régie par l'équation: d I^ (d') = (1-0)(X -X) 0d o X et X représentent respectivement les coeffi- m c cients de compressibilité de la matrice et des parti- cules conductrices. Pour un matériau piézorésistif comprenant une matrice souple telle qu'un élastomère silicone (E=1,7 MPa) la variation de concentration volumique sous pression hydrostatique est régie par La même équation que ci-dessus, par contre, sous pression uni- axiale, la variation de concentration volumique dépend du module d'Young E et du coefficient de Poisson D de la matrice. En effet, les dimensions d'un matériau piézorésistif comportant une matrice souple changent sous contrainte. Aussi, suivant la direction d'appli- cation d'une contrainte P uniaxiale, c'est-à-dire per- pendiculairement ou parallèlement au déplacement du courant dans les fils de Constantan, la contribution de la déformation se déduit ou s'ajoute en valeur absolue à la variation relative de résistivité P du matériau piézorésistif: AR t6P P R = Tp + P en configuration perpendiculaire, o -R = f- P (1+2 D) en configuration parallèle. R p E o Bien qu'un matériau piézorésistif à matrice souple soit plus sensible à des pressions uniaxiales en configuration perpendiculaire qu'à des pressions uniaxiales en configuration parallèle, l'utilisation de sondes piézorésistives en configuration perpendi- culaire se heurte à différents inconvénients tels que le décollement des contacts électriques. De ce fait, les figures annexées représentatives des pressions uniaxiales illustrent uniquement le cas des pressions uniaxiales en configuration parallèle. Les matériaux en fibres de graphite/résine époxyde en pression hydrostatique (courbe 51), en fi- bres de graphite/élastomère en pression hydrostatique (courbe 53) et en fibres de graphite/élastomère en pression uniaxiale (courbe 55) atteignent respectivement leurs seuils de sensibilités à des pressions de l'ordre de 108 Pa, 107 Pa et 106 Pa. Suivant la concentration volumique des fi- bres de graphite, le choix de la matrice utilisée (souple ou rigide), etle type de contrainte utilisé, on peut réaliser des matériaux piézorésistifs sensi- bles à des pressions comprises entre quelques 105 Pa et quelques 108 Pa. De ce fait, pour avoir des sensibilités très grandes, on utilise les matériaux piézorésistifs fi- bres de graphite/matrice souple sous pression uniaxia- le; à partir de tels matériaux on peut réaliser des capteurs de pression tels que des interrupteurs ou des contacteurs sensibles à la pression d'un doigt. La figure 6 représente la variation de la sensibilité de deux types de matériau piézorésistif en fonction de la concentration volumique en fibres de graphite contenues dans ces matériaux pour différentes valeurs de pression. Les courbes 61, 63, 65 représentent respec- tivement la variation de l'effet piézorésistif -AR/R o en fonction de la concentration volumique 0 en fibres de graphite dans une résine époxyde du type Araldite( pour des pressions hydrostatiques ou uniaxiales res- pectivement de 15.106 Pa, 107 Pa et 5.106 Pa; et les courbes 67, 69 représentent respectivement la varia- tion de l'effet piézorésistif AR/Ro en fonction de la concentration volumique 0 en fibres de graphite dans un élastomère silicone commercialisé sous le nom Rhodorsil( RTV 141 pour des pressions uniaxiales de 106Pa et 5.105Pa. Les fibres de graphite utilisées ont des longueurs de 1 mm. Sur l'ensemble de ces courbes, on constate la variation de sensibilité des matériaux piézorésis- tifs en fonction de la pression appliquée. Plus-les pressions appliquées sont faibles plus la sensibilité de ces matériaux est faible. Par ailleurs, comme décrit précédemment, on constate que les matériaux fibres/matrice souple (élastomère) ont une sensibili- té supérieure aux matériaux fibres/matrice rigide (résine époxyde). La figure 7 représente la variation de la conduction électrique - en fonction de la concentra- tion volumique 0 en fibres de graphite d'un matériau piézorésistif, à pression atmosphérique, pour diffé- rentes longueurs de fibres de graphite utilisées. Ce >5 matériau piézorésistif comprend une matrice époxyde telle que l'Araldite. Les courbes 71, 73, 75 et 77 représentent respectivement les variations de conduc- tivité électrique pour des longueurs de fibres de 2,85 mm, 2,30 mm, 1,46 mm et 1,15 mm. On constate sur ces courbes, que plus les fibres sont longues, plus la concentration volumique en fibres nécessaire pour obtenir une conductivité électrique donnée est faible. La conductivité électri- que exprimée en - 1cm-1 varie en sens inverse de l'effet de piézorésistance. : - :: :: 0 :::: A : X : i, :: d: - X :: - f 7, f 0 \ : :: : : :::: : : d :: :0 ::::: ::: S:: : L : f X, f S :: :: :::0 :: : L'exemple de réaLisation du matériau piézo- résistif décrit précédemment n'est pas Limitatif. En effet, ces matériaux piézcrésistifs se prêtent à des nombreuses techniques de moulage, par exemple moulage sous pression, moulage de contact, injection à chaud ou injection à froid. D'autre part, il existe de nom- breuses méthodes permettant la réalisation de contacts électriques sur un matériau piézorésistif. Comme on l'a vu précédemment, en ajustant la concentration volumique en particules conductrices, en choisissant une matrice adaptée, on peut donc réa- liser des matériaux piézorésistifs présentant une sen- sibilité souhaitée dans une gamme de contraintes dési- rée comprise entre quelques 105 Pa et quelques 108 Pa. REVENDICATIONS 1. Matériau piézorésistif (1, 2) utilisable pour La réalisation de sondes piézorésistives (4, 6 8), constitué de particuLes conductrices noyées dans une matrice isolante en résine poLymérisée, caractérisé en ce que Les particules conductrices sont des fibres de graphite. 2. Matériau piézorésistif selon La revendi- cation 1, caractérisé en ce que La résine poLymérisée comprend une résine époxyde. 3. Matériau piézorésistif selon L-a revendi- cation 1, caractérisé en ce que La résine polymérisée comprend un élastomère. 4. Matériau piézorésistif selon La revendi- cation 3, caractérisé en ce que L'élastomère est une résine silicone. 5. Matériau piézorésistif selon L'une queL- conque des revendications I à 4, caractérisé en ce que les fibres de graphite ont des Longueurs allant de 1 à 3 mm. 6. Sonde piésorésistive (4, 6, 8) selon l'une quelconque des revendications I à 5, caractéri- sée en ce qu'elLe comprend un matériau piézorésistif (1, 2) constitué de fibres de graphite noyées dans une matrice isolante en résine polymérisée. 7. Capteur piézorésistif (6, 8) comprenant un matériau piézorésistif (2) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la mesure de pressions inférieures à 5.107 Pa. 8. Procédé de fabrication du matériau piézo- résistif (1, 2) selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes: : 4 ? -: :::: : : a::::LX :: !: A | z::: : :: ::-l' - 5 ::: : : : : ' 0 10 - l,. V :: 0 : : ^^^\:T - 15 : : 0: 0 : 0 2 0 : 0 f - > 25 ::D; ::::::: :::: : 0 - 30 : ' à: 0 * X f : :: f d:: 0.: :;: - Et :: :: a) - préparation d'un mélange homogène de fibres de graphite et de la résine polymérisable, b) - durcissement du mélange. 9. Procédé selon La revendication 8, carac- térisé en ce que l'on soumet à une pression le maté- riau piézorésistif obtenu (1, 2), avant son utilisa- tion, ladite pression étant supérieure aux pressions d'utilisation du matériau. 10. Procédé selon l'une quelconque des re- vendications 8 et 9, caractérisé en ce que L'on effec- tue un recuit thermique du matériau piézorésistif ob- ten.u (1, 2), avant son utilisation, à une température comprise entre la température d'utilisation du maté- riau et la température de dégradation de la matrice isolante.