Question sur les ultrasons en tant qu'arme destructrice

[invite69ce6eff]

Bonjour

J'étudie en ce moment les propriétés du son, et notamment des ultrasons (j'ai ce qu'il me faut pour les infrasons) dans le cadre d'utilisation destructrice.

C'est un sujet sur lequel il est un peu difficile de trouver des informations.

Je sais que dans le cadre des armes, les infrasons sont préférés aux ultrasons car ils se propagent beaucoup plus facilement que les ultrasons.

Toutefois j'aurais quelques questions :
Au niveau de l'intensité, je me base sur 170 décibels (record sonore d'un "boom-car" à ce qu'il paraît) et 210 décibels (seuil minimum assurant la mort d'un humain).

A titre d'exemple, je sais qu'un cachalot peut émettre des ultrasons jusqu'à 230 décibels pour une portée de 3 km (mais bon c'est dans l'eau) et l'onde de choc peut tuer.

Je voudrais savoir quels genres de dommages des vagues d'ultrasons très puissantes (170 db min) peuvent causer sur des humains?
J'ai cru comprendre qu'en plus des déchirures et autres maux de tête, les ultrasons auraient aussi tendance à provoquer des sensation de brulure pouvant être très grave (on parlerait même de liquéfaction des tissus, mais ça ressemble un peu à de la SF, là, non?) et bien sûr, à partir d'un certain niveau de décibels, la mort.
Au niveau de la brûlure, ça me semble logique pour ma part, en raison du fait que la fréquence d'un ultrason est par définition extrêmement élevée et me semble donc justifiée pour provoquer un réchauffement. Par contre, jusqu'à la liquéfaction, je sais pas mais bon ça me semble un peu tiré par les cheveux.......

J'aimerais également savoir si à ce niveau de décibels avec des ultrasons, il peut y avoir des dégâts matériels (genre : maison endommagée), est-ce que ces dégâts peuvent être sérieux, et jusqu'à quelle distance?
Je pose la question dans la mesure où justement les ultrasons ont une certaine tendance à "rebondir" sur des matières un peu solides, mais dans le cas où les ultrasons sont émis avec une intensité extrême, là j'avoue ne pas savoir......ça peut me faire poser la question de la "qualité" des dommages potentiels d'une onde de choc à 170 et à 210 décibels (vu que ce sont les valeurs que j'ai prises) selon qu'il s'agisse d'infrasons (où là c'est certain que les dégâts sont énormes) ou d'ultrasons (où là je ne sais pas du tout).

J'essaie de trouver des réponses, mais c'est un peu difficile, d'autant plus qu'on parle beaucoup beaucoup plus des infrasons que des ultrasons dans ce domaine un peu particulier.....
Merci bien.
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[phys4]

Je voudrais savoir quels genres de dommages des vagues d'ultrasons très puissantes (170 db min) peuvent causer sur des humains?
J'ai cru comprendre qu'en plus des déchirures et autres maux de tête, les ultrasons auraient aussi tendance à provoquer des sensation de brulure pouvant être très grave (on parlerait même de liquéfaction des tissus, mais ça ressemble un peu à de la SF, là, non?) et bien sûr, à partir d'un certain niveau de décibels, la mort.
Au niveau de la brûlure, ça me semble logique pour ma part, en raison du fait que la fréquence d'un ultrason est par définition extrêmement élevée et me semble donc justifiée pour provoquer un réchauffement. Par contre, jusqu'à la liquéfaction, je sais pas mais bon ça me semble un peu tiré par les cheveux.......

Bonjour,
Je ne sais pas comment vous définissez les décibels dans l'eau : cette unité n'est définie que dans l'air ?

Les amplitudes vibratoires des ultrasons ne causent pas directement des déchirures. J'ai vu deux types de dégâts provoqués par ultrasons :
- dégradation thermique sous l'effet d'une forte puissance de durée suffisante, c'est un effet absorption simple.
- des destructions mécaniques sous l'effet d'impulsions focalisées se produisent par cavitation au voisinage du foyer. La directivité des US permet une bonne focalisation facile.

J'aimerais également savoir si à ce niveau de décibels avec des ultrasons, il peut y avoir des dégâts matériels (genre : maison endommagée), est-ce que ces dégâts peuvent être sérieux, et jusqu'à quelle distance?
Je pose la question dans la mesure où justement les ultrasons ont une certaine tendance à "rebondir" sur des matières un peu solides, mais dans le cas où les ultrasons sont émis avec une intensité extrême, là j'avoue ne pas savoir......ça peut me faire poser la question de la "qualité" des dommages potentiels d'une onde de choc à 170 et à 210 décibels (vu que ce sont les valeurs que j'ai prises) selon qu'il s'agisse d'infrasons (où là c'est certain que les dégâts sont énormes) ou d'ultrasons (où là je ne sais pas du tout).

Les amplitudes vibratoires ne permettent pas des destructions importantes. Des effets de cavitation sont très destructifs aussi bien dans l'air que dans l'eau.

[invite69ce6eff]

Bonsoir

En fait je m'intéresse surtout aux phénomènes d'ultrasons pouvant être utilisés dans la rue, par exemple en cas de guerre ou pour le "contrôle des foules".
J'avais pris l'exemple du cachalot car c'est l'un des rares exemples que j'avais trouvé niveau ultrasons, même s'il vit dans l'eau et que je m'intéresse plutôt à l'environnement urbain.

"Les amplitudes vibratoires des ultrasons ne causent pas directement des déchirures."

Que voulez-vous dire par "pas directement"? Que ce seraient surtout les effets de cavitation qui pourraient créer ces déchirures (un exemple de "destruction mécanique"??)
Hm, je serais tenté de vous demander : si des ultrasons devaient tuer quelqu'un, vous verriez quels symptômes pouvant causer la mort de quelqu'un?
J'ai essayé de rechercher l'effet de cavitation dans l'air mais j'ai surtout trouvé des informations de cavitation dans l'eau.
Vous voulez dire que ces effets de cavitation seraient très destructeurs en pénétrant dans le corps humain qui est majoritairement composé d'eau?
Quand vous parlez de dégradation thermique, cela consiste à porter à haute température un liquide ou solide, ce qui rejoindrait apparemment les brûlures voire, même, soyons fous, la liquéfaction, pouvant être des causes de mortalité, si je vous suis bien?

Sinon, en vous lisant, des ultrasons à 170-210 décibels ne causeraient pas beaucoup de dégâts matériels (je penserais notamment à des maisons endommagées), en comparaison notamment avec des infrasons qui eux détruisent tout sur leur passage?

Merci encore et désolé pour toute mon ignorance, j'avoue que cet aspect du son est en dehors de mon champ de connaissances....
Bonne soirée!

[phys4]

J'avais pris l'exemple du cachalot car c'est l'un des rares exemples que j'avais trouvé niveau ultrasons, même s'il vit dans l'eau et que je m'intéresse plutôt à l'environnement urbain.
Que voulez-vous dire par "pas directement"? Que ce seraient surtout les effets de cavitation qui pourraient créer ces déchirures (un exemple de "destruction mécanique"??)
Hm, je serais tenté de vous demander : si des ultrasons devaient tuer quelqu'un, vous verriez quels symptômes pouvant causer la mort de quelqu'un?
J'ai essayé de rechercher l'effet de cavitation dans l'air mais j'ai surtout trouvé des informations de cavitation dans l'eau.
Vous voulez dire que ces effets de cavitation seraient très destructeurs en pénétrant dans le corps humain qui est majoritairement composé d'eau?
Quand vous parlez de dégradation thermique, cela consiste à porter à haute température un liquide ou solide, ce qui rejoindrait apparemment les brûlures voire, même, soyons fous, la liquéfaction, pouvant être des causes de mortalité, si je vous suis bien?

Bonjour,
J'ai recherché la notion d'intensité sonore dans l'eau, car la définition usuelle qui définit 0 dB pour une puissance de 10^-12 W/m² ne s'applique que dans l'air.
L'une des références qui donne 230 dB pour la puissance max émise par le cachalot définit une unité de 6.7.10^-19 W/m2 dans l'eau soit pour 230 dB une puissance instantanée de 67 kW/m²
Le son émis par le cachalot n'est pas essentiellement compensé d'ultrasons, les clics de localisation sont autour de 15 kHz et les sons puissants qui assomment les proies comprennent tout le spectre sonore.
La destruction par cavitation est de loin la plus efficace, cependant elle est difficile à produire en partant d'un son dans l'air : la différence d'impédance entre l'air et l'eau fait que seulement 1/1000 de la puissance du son dans l'air passe dans l'eau, le reste est réfléchi. Le cachalot qui émet directement dans l'eau est 1000 fois plus efficace.

Sinon, en vous lisant, des ultrasons à 170-210 décibels ne causeraient pas beaucoup de dégâts matériels (je penserais notamment à des maisons endommagées), en comparaison notamment avec des infrasons qui eux détruisent tout sur leur passage?

Une telle puissance briserait sans doute les vitres, pour les autres matériaux c'est moins sûr. L'inertie due à leur densité renverrait presque toute la puissance. Les infrasons sont plus efficaces.
Si l'on considère qu'il faut des structures de plusieurs dizaines de m pour focaliser des infrasons, l'avenir des armes sonores est compromis.

[A voir en vidéo sur Futura]