Bruit électrique résultant de l'arrivée discrète et aléatoire des électrons à un contact ou à une barrière.Le bruit de grenaille est la fluctuation aléatoire d'un courant électrique qui provient du fait que la charge est transportée par des particules discrètes — les électrons — plutôt que de s'écouler comme un fluide continu. Lorsque les électrons franchissent une barrière ou une jonction, ils arrivent à des instants aléatoires, comme des gouttes de pluie frappant un toit. Même si le courant moyen est parfaitement constant, le taux d'arrivée instantané fluctue, produisant un bruit électrique à large bande, faible et fondamentalement irréductible.
Le phénomène a été décrit pour la première fois par Walter Schottky en 1918, qui l'a appelé « effet Schrot » (du mot allemand pour petit plomb ou grenaille), en étudiant les tubes à vide.
L'effet est le plus prononcé lorsque les électrons doivent franchir une barrière d'énergie un par un, comme dans une diode à tube à vide ou une jonction p-n semi-conductrice. Chaque électron franchissant la barrière contribue par une impulsion de charge discrète. Les temps d'arrivée suivent un processus de Poisson, de sorte que la variance du courant est proportionnelle au courant moyen. Cela le distingue du bruit thermique (bruit de Johnson), qui dépend de la température et de la résistance, et du bruit de scintillation, qui présente un spectre de fréquences différent.
Le bruit de grenaille fixe une limite fondamentale à la sensibilité des détecteurs optiques et des amplificateurs électroniques, mais il est également exploité en cryptographie quantique pour générer des nombres véritablement aléatoires.
Dans un courant électrique typique d'un ampère, environ 6,24 × 10^18 électrons passent par seconde, et pourtant la distribution aléatoire de leurs arrivées produit toujours un signal de bruit mesurable.
