Qu’est-ce qu’un bimétal ?
Un bimétal est un stratifié de deux métaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents. Lorsqu’un changement de température est appliqué au matériau bimétallique, le métal ayant le coefficient de dilatation thermique le plus faible tente de conserver sa forme initiale. A l’inverse, le métal ayant le coefficient de dilatation thermique le plus élevé tente de se dilater ou de se contracter. Par conséquent, lorsque la température augmente, le métal se plie vers le côté ayant le coefficient de dilatation thermique le plus faible, et lorsque la température baisse, le sens de la flexion est inversé.
Les bimétaux exploitent physiquement et électriquement cette courbure causée par le changement de température.
Utilisations du bimétal
Le bimétal est principalement utilisé comme capteur de température, comme les thermomètres et les thermostats, en utilisant la courbure du métal.
Ils sont particulièrement connus pour leur utilisation en tant que thermocouple utilisant l’effet Seebeck. L’utilisation des bimétaux comme thermocouples peut être adaptée à différentes applications. En effet, la gamme des températures pouvant être mesurées peut varier en fonction du type de métal auquel ils sont attachés.
Les thermostats utilisent la courbure du métal pour ouvrir et fermer les contacts électriques. Comme aucune énergie n’est nécessaire pour activer ou désactiver le capteur, le thermostat peut être utilisé de diverses manières, par exemple pour réguler la température de chauffage ou de refroidissement.
Principe du bimétal
Le bimétal est fabriqué en laminant deux métaux différents dont les compteurs de dilatation thermique sont différents. Lorsque la température augmente, le métal se dilate en fonction de son coefficient de dilatation thermique. Comme les métaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents sont collés ensemble, la libre dilatation est restreinte et le métal est courbé. En exploitant physiquement et électriquement cette courbure du métal, il est possible de l’utiliser comme capteur de changements de température.
Une pointe de bimétal jointe peut être utilisée comme thermomètre en convertissant en température la tension générée par l’effet Seebeck dû aux changements de température. Comme la direction de la courbure peut être modifiée par l’augmentation et la diminution de la température, elle peut être utilisée pour ouvrir et fermer le point de contact. Cela fournit ainsi une fonction de contrôle de la température ainsi qu’un circuit de protection pour l’équipement en ouvrant le point de contact (en coupant l’alimentation) lorsqu’il est chauffé. Outre l’utilisation des températures ambiantes, l’ouverture et la fermeture des contacts en raison d’une augmentation de la température causée par la mise sous tension d’un circuit peuvent également être utilisées comme fonction de protection des circuits contre les surintensités. Ils sont ainsi indispensables dans les équipements électriques.