- 1. Production et détection
- 2. Générateurs mécaniques ou électromécaniques
- 3. Transducteurs électromagnétiques
- 4. Détection
- 5. Directivité et imagerie ultrasonore
- 6. Absorption et spectrométrie ultrasonores
- 7. Action énergétique
- 8. Interfaces et interactions
- 9. L'avenir des ultrasons
- 10. Bibliographie
ULTRASONS
Action énergétique
Les effets d'une synergie résonance-intensité sont souvent spectaculaires et ont reçu de nombreuses applications pratiques.
Pour les liquides, le phénomène central est la cavitation. Elle se produit dans des conditions bien différentes de celles de l'hydraulique (cf. propulsion navale, chap. 1) et pour des dépressions très inférieures à celles qui seraient théoriquement nécessaires pour surmonter la cohésion du liquide : on admet qu'il existe dans le liquide des microdomaines fragiles (« germes de cavitation »), qui ne peuvent être constitués que par des bulles de gaz ou de vapeur accrochées aux aspérités de particules en suspension ou subsistant isolément (et, dans ce cas, créées par exemple par un rayonnement de haute énergie) ; leur stabilité s'expliquerait par la formation d'une cuirasse de charges ioniques. Ces petites bulles sont mises en pulsation par le champ ultrasonore, auquel elles empruntent ainsi de l'énergie. Aux surpressions oscillatoires faibles, les bulles grossissent et montent à la surface (effet de dégazage du liquide) ; pour une intensité plus forte, on a une suspension stable de bulles, et, si celles-ci entrent en résonance, il se produit un bruit. Enfin, à des pressions encore plus fortes, les bulles sont instables, et « s'effondrent » en restituant leur énergie sous forme d'ondes de choc. D'importants effets d'érosion mécanique peuvent alors se manifester. L'écrasement des bulles crée des effets mécaniques et thermiques considérables (surpressions de l'ordre de 103 atmosphères, échauffements de l'ordre de 104 degrés). Maintenue dans des limites convenables, l'érosion permet de nettoyer et de décaper des solides immergés, des suspensions et des émulsions stables peuvent se former (mercure dans l'eau, par exemple), des réactions chimiques sont favorisées, des modifications de liaisons moléculaires produites (polymérisation, dépolymérisation). Il est probable que la charge électrique des bulles joue un rôle important dans plusieurs de ces phénomènes, comme elle régit la sonoluminescence de certains liquides (due sans doute à des micro-étincelles entre ions).
Pour les solides, c'est la mobilisation par vibration et l'échauffement qui sont les principales sources d'action des ultrasons ; mentionnons le décapage des pellicules d'oxydes et l'usinage par ultrasons, qui utilise la vibration de particules abrasives. La soudure s'obtient par échauffement ou par diffusion moléculaire et permet d'assembler des matériaux réputés non soudables entre eux. Dans la matière vivante, les ultrasons produisent des effets de massage et de diathermie utilisables en thérapeutique.
La suite de cet article est accessible aux abonnés
- Des contenus variés, complets et fiables
- Accessible sur tous les écrans
- Pas de publicité
Déjà abonné ? Se connecter
Écrit par
- Maurice JESSEL
: ancien directeur de recherche au C.N.R.S., rédacteur à la revue internationale
Acustica - André ZAREMBOWITCH : professeur à l'université de Paris-VI-Pierre-et-Marie-Curie
Classification
Média
Chauve-souris
Planeta Actimedia S.A.© Encyclopædia Universalis France pour la version française.
Autres références
-
CHIROPTÈRES ou CHAUVES-SOURIS
- Écrit par Robert MANARANCHE
- 2 189 mots
- 2 médias
... les repèrent en vol et dans l'obscurité, par un système d'écholocation très perfectionné qui leur permet aussi d'éviter les obstacles. Les ultra-sons peuvent être émis à une cadence de 200 par seconde, avec une fréquence de 50 à 120 kilocycles par seconde, d'une durée très courte, souvent... -
ÉCHOGRAPHIE
- Écrit par Paul-François LEROLLE
- 535 mots
- 2 médias
L'utilisation des ultra-sons dans le domaine médical comme méthode diagnostique constitue l'échographie. Elle est actuellement bien au point en gynécologie et surtout en obstétrique. On l'utilise aussi pour l'étude des seins, du cœur (étude de la valvule mitrale et de la pathologie tumorale cardiaque)....
-
ÉCHOGRAPHIE MÉDICALE
- Écrit par Guy PALLARDY
- 186 mots
Les phénomènes de piézo-électricité, générateurs d'ultrasons, ont été découverts en 1880 par Pierre Curie et son frère Jacques. En 1916, leurs élèves Constantin Chilowski et Paul Langevin inventent un dispositif à la fois émetteur et récepteur destiné à détecter les sous-marins...
-
IMAGERIE MÉDICALE
- Écrit par Maurice LAVAL-JEANTET
- 4 905 mots
- 29 médias
Sans danger, indolore, peu coûteux, l'emploi des ultrasons a connu une expansion fantastique depuis les premiers essais des années 1960. Aucune femme enceinte n'y échappe. L'échographie donne d'excellentes images du foie, de la rate, des reins, de la thyroïde, de la prostate et des... - Afficher les 14 références
