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L'une des caractéristiques uniques des céramiques et des polymères est le phénomène piézoélectrique, découvert en 1880 par les frères Curie. En appliquant une force externe sur la surface du matériau, les dipôles internes du matériau, qui sont situés en série les uns par rapport aux autres, créent un champ électrique. Cette caractéristique est utilisée dans de nombreuses industries telles que l'aérospatiale, l'équipement médical, les structures, etc. La défaillance des matériaux et environnements piézoélectriques est mesurée par l'évaluation d'indicateurs numériques tels que le taux de libération d'énergie, l'intensité de la contrainte, l'intégrale J, etc.