Lévitation acoustique

Démonstration d'un appareil permettant de faire léviter des objets à l'aide d'ondes acoustiques

La lévitation acoustique (appelée aussi : acoustophorèse) est une méthode visant à suspendre de la matière dans un milieu en utilisant la pression de radiation à partir d'ondes sonores intenses.

Découverte et expérimentation

Cette méthode a été testée pour la première fois dans les années 1930 [1].

Principe de fonctionnement

La lévitation acoustique est possible en raison des effets de non linéarité des ondes sonores intenses[2]. Elle permet alors de suspendre la matière dans un milieu en utilisant la pression de radiation.

Il n'y a pas de limite théorique connue de ce que la lévitation acoustique peut soulever tant qu'il y a assez de vibration, mais la technologie actuelle ne peut soulever que quelques milligrammes[3]. La lévitation acoustique est principalement utilisée dans l'industrie et dans la recherche de l'antigravité comme chez la NASA.

Certaines méthodes peuvent permettre la lévitation des objets sans créer de son audible pour l'oreille humaine comme celles montrées au Otsuka Lab[4], tandis que d'autres méthodes peuvent produire des sons audibles. Il existe de nombreuses façons de créer cet effet, de la création d'une onde sous l'objet en le renvoyant sur sa source à l'utilisation d'un réservoir (transparent) pour créer un grand champ acoustique.

Utilisation

La lévitation acoustique est généralement utilisée pour des traitements sans récipient qui devient de plus en plus important avec le temps compte tenu de la petite taille et de la résistance des puces et autres choses semblables dans l'industrie. Le traitement sans récipient peut également être utilisé pour des applications nécessitant des matériaux à très haute pureté ou pour des réactions chimiques trop rigoureuses pour pouvoir se faire dans un récipient. Cette méthode est plus difficile à contrôler que d'autres méthodes pour éviter les récipients, telles que la lévitation électromagnétique, mais a l'avantage de pouvoir faire léviter des matériaux non conducteurs.

En 2013, la lévitation acoustique a bien progressé, de la lévitation immobile au déplacement d'objets de manière contrôlée[1]. Un atout qui pourrait être utilisé plus tard dans des milieux pharmaceutiques et électroniques[5]. Un appareil prototypique impliquant un carré d'émetteurs acoustiques disposé comme un échiquier arrive à déplacer un objet de case en case en abaissant lentement l'intensité sonore émise d'un carré et en augmentant l'intensité sonore de l'autre carré. Les avancées récentes permettent également d’utiliser la lévitation acoustique dans un liquide et non plus dans l’air[1].

Notes et références

  1. a b et c (en) Marco A. B. Andrade, Nicolás Pérez et Julio C. Adamowski, « Review of Progress in Acoustic Levitation », Brazilian Journal of Physics, vol. 48, no 2,‎ , p. 190–213 (ISSN 1678-4448, DOI 10.1007/s13538-017-0552-6, lire en ligne, consulté le )
  2. « Nonlinear Sound and Acoustic Levitation » [archive du ] (consulté le )
  3. « Phenomena, theory and applications of near-field acoustic levitation » [archive du ] [PDF]
  4. « Ultrasonic Levitation » [archive du ] (consulté le )
  5. Meeri Kim, « Sound waves can be used to levitate and move objects, study says » [archive du ], sur The Washington Post, Kim's article cites Daniele Foresti et al., « Acoustophoretic contactless transport and handling of matter in air (Abstract) » [archive du ], sur Proceedings of the National Academy of Sciences, july 10, 2013--date based on url

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

En français :

Exemple de lévitation acoustique :