République Algérienne Démocratique et Populaire

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère De l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université des Sciences et de la Technologie d’Oran- Mohamed Boudiaf
Faculté des Sciences
Département de Physique
Spécialité: Physique Option : Propriétés Electronique des matériaux
Mémoire pour l’obtention du
Diplôme de Magister
Présenté par :
CHARI Fairouz
Intitulé :
Soutenue le : / /2011
Devant le Jury composé de :
Qualité Nom et Prénom Grade Univ. D’origine
2010/2011
Président
Mr. BELASRI Ahmed
Professeur
USTO
Rapporteur Mr. ZEKRI Nouredine Professeur USTO
Examinateur Mr. ZEKRI Lotfi M C(A) USTO
Examinateur Mr. HAMMOU Bouziane
Amine M C(A) USTO
Etude de la variation en fréquence de la conductivité d'un
mélange métal/diélectrique au seuil de percolation pour des
fréquences proche de DC
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Nous remercions tout d’abord, Allah qui nous a donné la force et le courage pour
terminer nos études et élaborer ce modeste travail .
je remercie vivement notre oncadreur le professeur Mr. Zekri Nourredine directeur
du LEPM Université des sciences et de la Technologie d’Oran USTO, pour m’avoir accueilli
dans son laboratoire. Il m’a orienté vers ce thème de recherche avec beaucoup de compétence.
Je le remercie pour ses conseils.
Je remercie et gratitude s’adresse aussi aux messieurs le professeur ,le président
BELASRI Ahmed directeur du LPPMCA à l’Université des sciences et de la Technologie
d’Oran USTO et d’avoir accepté d’être le président de cette thèse.
Je tiens à remercier Monsieur le maitre de conférance (MA) ZEKRI Lotfi à Université
des sciences et de la Technologie d’Oran USTO d’Oran,pour votre aide qui a bien accepté de
participer au jury de Magistére.
Je tiens à exprimer également ma gratitude au le maitre de conférance (MA) Mr.
HAMMOU Bouziane Amine à Université des sciences et de la Technologie d’Oran
(USTO), de m’avoir fait l’honneur d’accepter de juger ce mémoire.
Je tiens à remercier Monsieur le proffeseur BOUAMRANE Rachid et BENTAYEB
Sekkoura à Université des sciences et de la Technologie d’Oran USTO,pour votre aide.
Je tiens à remercier mes collégues du LEPM et les étudiants de ma promotion chacun par
son nom qui sont toujours soutenu mes effort.
ainsi que toutes les personnes,qui ont participé de prés ou de loin à la réalisation de ce travail.
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Je dédie ce modeste travail
Aux deux lumières de mon chemin à mes très chers parents qui ont
largement contribué à mon éducation et à mon enseignement.
À mes frères et mes sœurs et à toute ma famille.
A tous ceux qui m’ont aidé de prés ou de loin.
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RESUME
La transition de phase non conducteur/conducteur d'un composite métal-isolant
représentée par un réseau RC soumis à un courant continu, a été caractérisée aussi
bien pour des systèmes 2D que pour des dimensions supérieures. Ainsi, le seuil de
percolation et les exposants critiques ont été estimés [1,2].
Lorsque le système est soumis à un courant variable, l'isolant devient conducteur
et le mélange devient aussi conducteur. Dans ce travail nous avons étudié le
comportement de la conductivité du système pour des faibles fréquences (proches de
DC) (DC courant continue) afin d'examiner la déviation de la transition non-
conducteur/conducteur lorsque la fréquence devient non nulle.
Nous avons utilisé pour cette fin une méthode basée sur la résolution exacte des
équations de Kirchhoff. Le système utilisé est modélisé par un réseau carré RC, cette
méthode permet d’étudier le comportement de la conductivité effective du système
qui varie en fonction de la fréquence et surtout en fonction de la taille de système
sont représentées. Les calculs ont montré qu'au voisinage du seuil de percolation, les
propriétés de transport électrique varient en loi de puissance de l’exposant critique x
nous trouvons une valeur de x proche de 0.5 au seuil de percolation correspondant
au meilleur ajustement linéaire
,
X
C
P  . x est l’exposant de la partie réel de
la conductivité pour w > wc.est x= t/s+t =0.48952.
L’étude du comportement du champ local est très importante pour calculer
certaine propriétés optiques dans les milieux composites binaire. L’étude est faite
dans le cas ac qui correspond à un réseau RC de taille 100 sur lequel on applique une
tension alternative.
Mots clés : percolation, composites, réseau RC.
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Introduction générale ...................................................................................................4
Chapitre i : propriétés diéleCtriques des matériaux
I-1-Introduction ............................................................................................................8
I-2- Propriétés diélectriques des matériaux et conductivité électrique .................9
I-2-a- Théories du champ électrique local ....................................................9
I-2-b- Théories des milieux effectifs ............................................................. 14
I-3- Propriétés de transport …….. ........................................................................... 16
I-3-1- Équation de Maxwell ......................................................................... 16
I-3-2- Conductivité électrique ....................................................................... 17
I-4- Réponse en fréquence d’un conducteur ............................................................ 18
I-4-1- Domaine de conduction :(
/1 w)..................................................... 18
I-4-2- Domaine de relaxation : p
/1 ................................................ 19
I-4-3-Domaine de transmission ( p
 )..................................................... 19
I-5-Pertes diélectriques .......................................................................................... 19
I-6- Modèle de debye ............................................................................................ 20
I-7- Modèle de Cole-Cole ....................................................................................... 22
I-8-Fonction diélectrique pour un oscillateur harmonique ................................ 23
I-9- La spectroscopie d’impédance (SI) ............................................................... 24
I-10-Modélisation de l’impédance ....................................................................... 27
REFERENCES ............................................................................................................. 28
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