Ultra-sons

« 1 / 2 13 janvier 1965 Série N° 26 F'iche No 308 Ultra-sons 1.

Les ultra-sons sont des vibrations élastiques dont la fréquence dépasse celle des ondes perceptibles à l'oreille.

Depuis près d'un demi-siècle que les physiciens les étu­ dient, leur champ d'application n'a cessé de croître.

Leurs usages vont du sifflet à chiens (ceux-ci perçoivent des fréquences légèrement supérieures à 20 000 hertz), inaudible pour l'homme, à la réalisation d'un brûleur de fuel-oil d'un nouveau type trois fois moins encombrant que les anciens.

2.

Les ultra-sons, qui sont en général engendrés par la vibration d'un quartz piézo­ électrique, se propagent dans tous les milieux (solide, liquide et gazeux) mais à des vitesses différentes.

Ainsi, les échos ultrasonores dans l'eau permettent de mesurer la profondeur des mers, de repérer les icebergs ou les bancs de poissons.

La tech­ nique utilisée est celle des radars: le temps mis par la vibration, envoyée dans une direction donnée, à revenir à son point de départ fournit la distance à l'obstacle le plus proche.

3.

L'application la plus répandue dans l'industrie est la détection des défauts dans différentes sortes de matériels.

Les ultra-sons à haute fréquence (de l'ordre du million de hertz) et de faible puissance permettent l'examen non destructif de pièces variées.

Sans aucun perçage, on peut explorer de grands volumes fermés pour y déceler les défauts éventuels, ou mesurer l'épaisseur de la paro1 d'un réservoir ou d'un tuyau pour déterminer l'influence de la corrosion.

Cette technique est fréquemment utilisée dans l'industrie pétrolière: la sonde à ultra-sons ausculte la paroi métallique à la manière d'un stéthoscope.

4.

Dans certaines conditions, les ultra-sons peuvent avoir un effet destructif.

La per­ ceuse à ultra-sons, par exemple, met en jeu des ondes à basse fréquence (20 000 à 30 000 hertz: la limite inférieure des ultra-sons est d'environ 20 000 hertz) mais de grande intensité.

L'amplitude des vibrations étant relativement grande, l'outil garni d'un abrasif perce facilement les métaux et, comme il n'y a aucun mouvement rotatif, les trous peuvent avoir toutes les formes.

5.

Les ultra-sons à haute fréquence et de faible intensité permettent l'étude en laboratoire de la tenue des huiles de graissage dans un moteur.

Le quartz générateur, taillé en forme de bâton de craie, vibre dans un échantillon d'huile sous pression.

La fréquence des vibrations de résonance indique la viscosité de l'huile à la pression et pour le débit correspondant aux caractéristiques du moteur.

On peut aussi envoyer dans une huile, renfermant un additif chimique, des ultra-sons assez puissants pour l'agiter autant en un quart d'heure que pendant 1600 km.

de route dans le moteur d'une voiture.

Cette épreuve de stabilité des additifs est maintenant universellement répandue.

6.

Les ultra-sons sont également employés pour nettoyer les surfaces métalliques dans les manufactures et les instruments de chirurgie dans les hôpitaux, grâce au phénomène de cavitation, c'est-à-dire de formation de bulles dans un liquide soumis aux ultra-sons.

Ainsi, un instrument plongé dans une eau soumise aux ultra-sons est aussitôt entouré d'une véritable pellicule d'air le séparant de tout dépôt.

Le même phénomène a permis aux recherches sur l'origine du pétrole de progresser, grâce à l'isolation des micro-organismes (un bain ultrasonore sépare en 10 minutes la matière organique des morceaux de roches).

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