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Physique-chimie (spécialité) · TerminaleBac

Capteurs capacitifs : fiche de révision de Terminale

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Un capteur capacitif utilise un condensateur dont la capacité change quand la distance, la surface ou le matériau change.2
  • Pour un déplacement, l'électrode du capteur et la pièce conductrice forment un condensateur plan : C dépend de ε, de S et de d.2
  • On accède à C en alimentant le condensateur en courant alternatif et en observant la tension à ses bornes.2
  • En proximité, la cible modifie le condensateur formé par le détecteur : il repère métaux et non-métaux.3
  • Piège : quand la distance d diminue, la capacité C augmente (C est inversement proportionnelle à d).

Principe d'un capteur capacitif

Tu connais déjà le condensateur et sa capacité. Un capteur capacitif réutilise exactement cette idée : une grandeur à mesurer (une distance, la présence d'un objet) modifie la capacité d'un condensateur, et c'est cette capacité, ou la tension qui en dépend, que l'on exploite.

Le plus souvent, il est constitué d'une électrode plane en forme de disque, entourée d'un anneau de garde isolé de l'électrode centrale.2 Cette électrode forme avec la pièce à mesurer, qui doit être conductrice, un condensateur plan.2 Une autre version utilise deux peignes imbriqués, ce qui augmente la surface capacitive quand le capteur doit rester peu épais.2

Relation entre capacité et distance

On déduit la distance dd de la capacité CC du condensateur : une équation relie ces deux grandeurs.2 Elle fait intervenir la permittivité ε\varepsilon du diélectrique placé entre le capteur et la pièce, ainsi que la surface SS de l'électrode du capteur.2

Comment on mesure la capacité

Pour évaluer la capacité, on envoie un courant alternatif dans le condensateur et on regarde quelle tension s'établit entre ses armatures.2 Le capteur délivre ainsi une tension qui dépend de CC, donc de dd.

Capteurs de proximité capacitifs

Un capteur de proximité détecte la présence d'une cible (personne, objet, véhicule) sans liaison mécanique avec elle.3 Le détecteur capacitif a un grand avantage : il détecte à courte distance tous types d'objets, car il est sensible aux métaux comme aux non-métaux.3

Sa face sensible constitue l'armature d'un condensateur. Une tension sinusoïdale y est appliquée et crée un champ électrique alternatif devant le détecteur.3 Quand une cible s'approche, elle forme avec les conducteurs de la tête de mesure d'autres condensateurs : la capacité globale change et la présence est repérée.3

Où les trouve-t-on, et les pièges du bac

Le capteur capacitif est très utilisé pour les faibles déplacements et pour les capteurs miniaturisés (MEMS), comme les accéléromètres.2 Grâce à sa simplicité de fabrication, il peut fonctionner à très haute température : des capteurs ont été construits pour plus de 1000 °C avec des isolants céramiques.2

Questions flash

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  1. Un capteur capacitif mesure la distance dd entre son électrode et une pièce conductrice. La pièce se rapproche. Que fait la capacité CC ?

  2. La capacité est évaluée en envoyant un courant alternatif dans le condensateur et en relevant la tension à ses bornes.

  3. Un détecteur de proximité capacitif ne peut repérer que des objets métalliques.

  4. Pour une distance d1d_1, la capacité vaut C1C_1. La pièce s'éloigne et la distance devient d2=2d1d_2=2d_1 (autres paramètres inchangés). Quelle est la valeur du rapport C2/C1C_2/C_1 ?

  5. Quels paramètres interviennent dans la capacité du condensateur plan formé par le capteur et la pièce ?

    Plusieurs réponses possibles.

Les questions qu'on se pose

Pourquoi utilise-t-on un courant alternatif pour mesurer la capacité ?

En alternatif, le condensateur se charge et se décharge sans cesse, donc un courant circule en permanence et une tension mesurable apparaît à ses bornes.2 Cette tension dépend de CC, donc de la distance. En continu, le condensateur finirait chargé et le courant s'arrêterait.

À quoi sert un capteur capacitif dans la vie courante ?

Il sert à mesurer de faibles déplacements et à détecter la présence d'objets de toute nature.23 On le trouve aussi dans les capteurs miniaturisés, comme les accéléromètres.2

Que dois-je savoir faire sur ce sujet au bac ?

Reconnaître le condensateur plan dans le montage, écrire C=εS/dC=\varepsilon S/d, prévoir le sens de variation de CC quand dd change, et exploiter une courbe d'étalonnage pour passer de la tension à la distance.

Sources

  1. Document ressources Éduscol - Électricité et électronique, Éduscol (Ministère de l'Éducation nationale). Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Capteur de déplacement capacitif, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.
  3. Capteur de proximité, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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