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Comment fonctionnent les ultrasons ?

  1. invite87654345678
    Invité

    Comment fonctionnent les ultrasons ?

    Bonjour

    Je suis totalement novice en matière de physique des sons, et je recherche des explications (pas trop ardues), et/ou des sites compréhensibles sur les ultrasons.
    Comment ça fonctionne, si certaines fréquences peuvent être dangereuses, etc...

    Merci par avance pour votre aide
    Cordialement

    -----

     


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  2. Karibou Blanc

    Date d'inscription
    février 2004
    Localisation
    CERN
    Âge
    36
    Messages
    2 781

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    Les ultrasons sont (comme tous les sons) des ondes de compression d'un matériaux (comme l'air mais aussi l'eau, le bois ou encore l'acier, etc...). Il se dilate, se comprime, se dilate... à une certaine fréquence et notre oreille y est sensible pourvu que cette fréquence ne soit pas trop faible ou trop élevée. Les ultrasons sont des sons dont la fréquence est très importante, l'oreille est sourde aux ultrasons, mais certains matériaux comme le quartz permettent de transformer l'onde sonore en signal de tension mesurable avec un simple oscilloscope (c'est l'effet piezoélectrique).

    En outre, ils ont l'avantage d'avoir une très courte longueur d'onde qui permet d'obtenir une bonne résolution dans les techniques d'imagerie qui les utilisent : ecchographie, sonar...

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  3. invite87654345678
    Invité

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    Bonjour

    Merci pour tes explications. Par contre saurais-tu me dire si les ultrasons peuvent être désagréables, dangereux, voire mortels, lorsqu'ils sont émis à une certaines fréquence ?

    Cordialement
     

  4. Karibou Blanc

    Date d'inscription
    février 2004
    Localisation
    CERN
    Âge
    36
    Messages
    2 781

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    A ma connaissance non pas de danger. Peut etre des degats sont causés pour des fréquences vraiment tres tres courtes ou des expositions répétées et/ou prolongées. Mais à part ca rien de méchant. On en envoie même sur des foetus lors de l'ecchographie.

    Par contre les chiens ont une oreille sensible à certaines frequences d'ultrason et ils trouvent ca tres déségrable. C'est comme si nous nous entendions un son tres aigu en continu, au bout d'un moment ca agace, voire fait mal.

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  5. invite87654345678
    Invité

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    J'ai entendu dire que des sons à haute fréquence pouvait briser du verre (ex illustré, la Castafiore). Or donc, si le fait est authentique, les ultrasons peuvent provoquer des dommages.
    Si les dégâts peuvent être matériels, ils pourraient également être physiques.
    J'ai découvert une étude canadienne qui met en garde contre l'utilisation des ultrasons dans certains domaines professionnels (il faut que je retrouve le site...)
    Ou alors fais-je la confusion avec les infrasons ?
     


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  6. Baygon_Jaune

    Date d'inscription
    mai 2005
    Localisation
    69
    Âge
    39
    Messages
    538

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    Pour ce qui est du cassage de verre, il s'agit d'un phénomène d'excitation résonnante. La matière vivante est molle et donc nettement moins sensible à ce genre de chose (parce dissipative). Cela dit, avec quelque chose de concentré on peut arriver à un effet - on peut casser les calculs rénaux par ultrasons, par exemple. Tout est une question de puissance et de volume ... Avec des infra-sons, on peut aussi détruire un pont, par exemple (surtout s'il est de vieille conception). Voir l'exemple du pont de Tacoma, soumis à une excitation basse fréquence « malencontreuse ».
    « L'ennemi est bête : il croit que c'est nous l'ennemi alors que c'est lui ! » Desproges
     

  7. uvdr

    Date d'inscription
    octobre 2004
    Messages
    89

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    salut Kaolin,

    je crois qu'il vaut mieux parler de la fréquence qui peut briser un verre particulier:
    la longueur d'onde à laquelle un objet est le plus sensible (cad, l'objet va absorber le plus d'énergie acoustique pour une certaine fréquence) est donnée pour la grande dimension de cet objet.
    donc un verre de table dont la grande dimension est 10cm sera particuliairement sensible à un son de longueur d'onde de 10cm donc à une fréquence de 3400Hz (la loi liant la longueur d'onde "L" à la fréquence "H" d'un son est H=V/L où "V" est la vitesse du son dans l'air, en conditions standard V=340m/s) il faudra donc en théorie pour briser ce verre ENTRENIR sa vibration durant suffisamment longtemps (ça je ne sais pas comment ça marche, mes cours de RDM sont trop loins derrière moi).
    un autre exemple est celui trés connu du pont qui c'est disloqué sous le pas cadencé d'un régiment (napoléonien?): si tous les soldats du régiment font 2 pas à la seconde (2Hz) ils font donc vibrer ce pont à cette fréquence et si le pont fait environ 120m la fréquence propre du pont est celle du pas cadencé, donc...(doublon avec Baygon-jaune, je rédige plus lentement que toi!)
    un autre exemple (rhaaaaa j'suis en forme c't'aprem) on ressent tous les "basses" de la musique dans notre corps. je suis plutôt grand, la grande dimension de mon tronc doit être d'environ 0.5m donc je vais particuliairement ressentir les bas médiums (autour de 640Hz).
    voila, voila, tout ça pour dire que ce n'est particuliairement le fait des ultras-sons:
    - les fréquences des sons audibles feront vibrer les objets de grandes dimensions,
    - les fréquences des ultras-sons feront vibrer les objets de petites dimensions,
    - les infras-sons feront vibrer les objets de trés grandes dimensions
    -...

    petite anecdocte, j'ai entendu du dire que selon ce principe le ronronnement du chat est une sorte d'automassage interne qu'il s'applique.

    cordialement.
     

  8. invite87654345678
    Invité

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    Salut

    Merci à tous. Je commence à saisir le topo. Entre temps j'ai retrouvé le site canadien qui fait référence à la dangerosité des ultrasons dans le domaine industriel, dans certaines conditions.
    J'annexe le lien :
    http://www.hc-sc.gc.ca/ewh-semt/pubs...h-sante_f.html

    J'ai découvert aussi que les Américains avaient mis au point des outils de découpage ultrasonique pour la construction de leur B2 Spirit tout en matériaux composite de haute résistance.

    Ma question n'est pas désintéressée. En effet, je cherche à savoir si les ultrasons peuvent servir d'armes pour détruire... des insectes par exemple...
     

  9. Ludwig

    Date d'inscription
    février 2005
    Messages
    1 293

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    Citation Envoyé par kaolin
    Salut

    Ma question n'est pas désintéressée. En effet, je cherche à savoir si les ultrasons peuvent servir d'armes pour détruire... des insectes par exemple...

    Les applications industrielles sont nombreuses. Nettoyage par ultrasons, soudure des plastics, perçage etc...

    Elles sont essentiellement basées sur deux propriétés, l'une étant l'échauffement par contact direct avec le transducteur, l'autre la cavitation se passant quand un transducteur est imergé dans un liquide par exemple.

    Dans les deux cas, il s'agit d'apllications de puissance,
    100 w à quelques kw selon le type d'installation.

    Un autre domaine est la mesure non destructive, dans ce cas les puissances vont des qq mW à qq w.

    Si tu fabriques des ultras sons avec des tiges de ferrites,
    (Magnéto-striction) et que par malheur ta tige n'est pas chargée, elle se brise instantanément.

    Les ultras-sons de forte puissance peuvent avoir des effets destructifs sur les matériaux (comme n'importe quel type d'énergie) si la mise en oeuvre est bancale.

    Cordialement

    Ludwig
    Le temps détruit tout ce qui est fait sans lui (Proverbe Chinois)
     

  10. francoisss

    Date d'inscription
    mai 2014
    Messages
    24

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    petite question
    la vitese dans l air des ultrasons est constante? si oui un émetteur couplé à un recepteur permet il de calculer une distance dans l'air?
     

  11. triall

    Date d'inscription
    juin 2006
    Localisation
    Chomérac 07
    Âge
    62
    Messages
    1 940

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    Bonsoir, normalement la vitesse d'un son dépend juste du milieu et non de sa fréquence , ainsi on doit pouvoir calculer assez facilement une distance . On le fait pour la foudre, on compte les secondes entre l'éclair et le claquement ou grondement et on multiplie par 330 (330m/s célérité du son ) .
    Je sais que cette vitesse dépend aussi de la pression de l'air ...
    A noter le son anti-jeune , un son aigu , agaçant que les personnes plus âgées n'entendent pas .Il parait que certain jeunes ont mis ce son en sonnerie , ainsi leur prof n'entend pas quand le tel sonne !
    J'ai vu un article où un habitant, agacé par la présence de jeunes en contrebas, leur mettait de la musique classique pour les faire fuir, mais là c'est autre chose !
    1max2mov
     

  12. Gilgamesh

    Date d'inscription
    janvier 2003
    Localisation
    Tyumen
    Âge
    47
    Messages
    12 850

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    Dans l'air la pression dépend essentiellement de la (racine carrée de la) température.

    Donc oui, en prenant de préférence en compte ce facteur, on peut utiliser ce genre de signal pour calculer des distances.
    Parcours Etranges
     

  13. francoisss

    Date d'inscription
    mai 2014
    Messages
    24

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    et comment se déplace t elle dans l'air à partir d un emeteur? je pensais que c'etait une onde sphérique mais on m'a contredit en me disant que son emission était principalement linéaire.
     

  14. phuphus

    Date d'inscription
    juillet 2005
    Âge
    38
    Messages
    1 614

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    Bonsoir,
    Citation Envoyé par triall Voir le message
    Je sais que cette vitesse dépend aussi de la pression de l'air ...
    La vitesse des ondes acoustiques dans l'air ne dépend que de la température.

    Citation Envoyé par Gilgamesh
    Dans l'air la pression dépend essentiellement de la (racine carrée de la) température.
    Je suppose que tu as voulu écrire "la vitesse dépend..."

    Citation Envoyé par francoisss
    et comment se déplace t elle dans l'air à partir d un emeteur? je pensais que c'etait une onde sphérique mais on m'a contredit en me disant que son emission était principalement linéaire.
    La directivité dépend de la taille de la source comparée à la longueur d'onde. Les ultrasons ont des longueurs d'onde très courtes, donc lorsqu'il sont émis par une source dont la taille est de l'ordre de quelques cm, alors ils sont directifs ; mais si la taille de la surface émissive est plus petite que la longueur d'onde alors il y a propagation sphérique. C'est aussi valable pour les ondes acoustiques audibles (sachant que l'on peut avoir une certaine directivité avec d'autres astuces, même pour les fréquences de quelques dizaines de Hz : voir les caissons de basse cardioïdes).
     

  15. acx01b

    Date d'inscription
    avril 2004
    Localisation
    paris
    Messages
    2 125

    Re : Comment fonctionnent les ultrasons ?

    les ultrasons peuvent-ils être dangereux, voire mortels, lorsqu'ils sont émis à une certaines fréquence ?
    Non ça ne dépend pas spécialement de la fréquence. En fait à partir d'une certaine intensité on peut devenir sourd mais si la fréquence est audible (entre 10Hz et 20kHz). Si la fréquence est inaudible même si l'intensité est force ça ne rendra pas sourd.

    Par contre il me semble qu'une bombe ça fait entre autre une onde de pression (donc du son) dangereuse/mortelle.

    et comment se déplace t elle dans l'air à partir d un emeteur? je pensais que c'etait une onde sphérique mais on m'a contredit en me disant que son emission était principalement linéaire.
    Les sons peuvent se propager en onde sphérique ou en onde plane (voir l'équation des ondes). Ça dépend donc de la source. Par contre dans les basses c'est très difficile de faire une onde plane, les haut-parleurs font plutôt des ondes sphériques, et je crois que c'est à peu près le contraire pour les hautes fréquences. Et puis quand on rajoute le terme de perte dans l'équation des ondes, ça fait se transformer progressivement les ondes planes en ondes sphériques, sauf si la source (et donc l'onde plane également) est de largeur infinie.
    Dernière modification par acx01b ; 29/06/2014 à 21h37.
     


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