103
Appel aux adhérents de la SFA pour le livre blanc de l'acoustique Avec du retard, nous mettons sur le site de la SFA les textes des thèmes scientifiques, après avoir publié en avant-première, l'an passé, la partie "secteurs d'activité" dans Acoustique et Techniques, l'ensemble ayant été écrit sous la supersision du comité de lecture, que nous remercions ici vivement , ainsi que les auteurs. Le découpage en thème de la partie thèmes scientifiques n'a pas été simple à élaborer; l'essentiel est qu'il y ait le moins possible d'oublis, les doublons étant beaucoup moins gênants. Il persiste une certaine hétérogénéïté, sans doute parce que les objectifs et instructions manquaient de clarté au départ, nous sollicitons votre indulgence. Nous avons besoin de vous pour : -1. relire les textes, en particulier ceux qui vous concernent le plus, et donner vos avis et commentaires; - 2. compléter pour chaque texte la liste des laboratoires ou entreprises qui travaillent dans le domaine. A ce propos, nous rappelons que nous poursuivons l'élaboration d'un complément documentaire au livre blanc, qui sera sur le site de la SFA, et présentera de façon détaillée les acteurs, métiers et formations de l'acoustique. Pour le livre blanc, nous souhaitons limiter la liste au nom du laboratoire ou entreprise, avec le nom entier, l'acronyme, le l'adresse du site web, le cas échéant. Merci, pour limiter la liste, de ne signaler votre laboratoire ou entreprise que pour les thèmes pour lesquels y sont menés des travaux importants. A noter que l’homogénéïsation n’a pas encore été faite pour les textes qui présentent déjà une liste. Vos remarques et suggestions doivent être envoyées au coordinateur du texte, dont vous trouverez la liste au début du document à télécharger, ainsi qu'à Emmanuel Friot : [email protected] Merci d'envoyer vos remarques avant le 10 novembre 2009.

Appel aux adhérents de la SFA pour le livre blanc de l ... · II. Capteurs et transducteurs ultrasonores Introduction Les capteurs ou transducteurs ultrasonores effectuent la conversion

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • Appel aux adhérents de la SFA pour le livre blanc de l'acoustique

    Avec du retard, nous mettons sur le site de la SFA les textes des thèmes scientifiques, après

    avoir publié en avant-première, l'an passé, la partie "secteurs d'activité" dans Acoustique et

    Techniques, l'ensemble ayant été écrit sous la supersision du comité de lecture, que nous

    remercions ici vivement , ainsi que les auteurs.

    Le découpage en thème de la partie thèmes scientifiques n'a pas été simple à élaborer;

    l'essentiel est qu'il y ait le moins possible d'oublis, les doublons étant beaucoup moins

    gênants. Il persiste une certaine hétérogénéïté, sans doute parce que les objectifs et

    instructions manquaient de clarté au départ, nous sollicitons votre indulgence.

    Nous avons besoin de vous pour :

    -1. relire les textes, en particulier ceux qui vous concernent le plus, et donner vos avis et

    commentaires;

    - 2. compléter pour chaque texte la liste des laboratoires ou entreprises qui travaillent

    dans le domaine. A ce propos, nous rappelons que nous poursuivons l'élaboration d'un

    complément documentaire au livre blanc, qui sera sur le site de la SFA, et présentera de façon

    détaillée les acteurs, métiers et formations de l'acoustique. Pour le livre blanc, nous souhaitons

    limiter la liste au nom du laboratoire ou entreprise, avec le nom entier, l'acronyme, le l'adresse

    du site web, le cas échéant. Merci, pour limiter la liste, de ne signaler votre laboratoire ou

    entreprise que pour les thèmes pour lesquels y sont menés des travaux importants. A noter que

    l’homogénéïsation n’a pas encore été faite pour les textes qui présentent déjà une liste.

    Vos remarques et suggestions doivent être envoyées au coordinateur du texte, dont vous

    trouverez la liste au début du document à télécharger, ainsi qu'à Emmanuel Friot :

    [email protected]

    Merci d'envoyer vos remarques avant le 10 novembre 2009.

  • ������������������������

    ��������������������������������������������������

    �����������

    ��������������������

    �� ���������������

    ����������������������������������������

    ����������������������� ����

    !� ����������������

    �"�������#����$�"����$������������������%� �&��������$� ����������������������

    '� ����$���

    ���"���(���$�������"�������$�����������

    )� *�������������

    �������+��������������������������������

    ,� ���������������-���������

    ."������"��(��� �."������"��(��� ����� ����

    /� ��-���0

    .�"�������������"����������������������

    1� 2������

    (�������������������������"������

    3� ������������������

    (��4��&��������������������������."������"��*��$������$����������������

    5� �����

    6���������������������������$���

    �7� (�����������

    ���"������-����"�������������

    ��� ���������������-���

    &�8����.���������������������������������

    �!� �-�"�������������������

    �-�"������ ������ 9������.���������������:���������

    �-�"�������-������ 9���������.� �����:����������� �����������

    ����-��������0�-����������0����%����$���������

    ��������������$� 9������%������:������$������������������

  • ����������������

    ����������������������������������

    ����������������������������������������������������������������������������������

    ������������������������������������������������������������������������������������

    �����������������������������������������������������������������������������������

    �������������� ���!��"�������������������������������

    ����������������������������������

    ��������� � ������ � ������� � ����� � # � ������ � �� � �������� � � � ������ � ������ � ���������

    ������������ � ������� � �������� � ���$ � � ��� � ���� � ���������� � ��� � ��� � �� � ����� � ���� � ��

    "������������������������������%��������������������������������������������������!����

    ����������������� � ���� � ���� � ���� � ��� � �� � ��� � �������� � ������ � ��� ������ � ���������� � �

    ���������������������������������������������&�'����(���������������������������������

    )*+,-.,� �� ��������� � ������ ���� � �!������ �� �/���� � � ������� �!��������� ���� � ��������

    �������������

    0 � �1����� � ��������� � �� � ��# � � � �1���������� � � � ���� � ������������ � ���������� � �� � ��������

    �����������2���������� � �� � ���������������� � ������� � ���������� � �� � ������������� � ���� � ���

    �����������������������������������1���������#���������������������������������������

    �������� ���� � �� ���������� ��� � ���������� ���������� ���� � �1�������������� ����� �����������

    ����������������������������������������������������������������������������������

    �������������������������������������������������������������������������������3�������

    ���������� � �1�������� � �� � ��������� � ������������ � 0 � ����� � 1�������� � ������ � ��� � ��

    �������������������������������������������������������������1������������������������

    �������������������������������������������������)������������ �������������������������#

    �����������1�����������������������������������������������������������������������������

    41�����������������������������������������������������������������������������������������

    ��������� � ���������� � � � ������� � ����������� � ��������� � �� � ����������� � 4�� � �����

    �����������������������������������������������#��1��������������������������������������

    ��������������� � �������� � ��������� � ���������� � ������ � �� � ����� � ��� � �������� � ���

    ������������������������������������������������������������������#���������5 �

  • 6���)�7�8�������������������������������������������������#���������������������������#

    ������������������������� ����������������#����������������������������������������

    ������������������������������������������������������������������������ ��/��

    �����������������������������������������������������������������������������������������

    �����������������������������������������������������������������1�����������������

    �����������������������$ ��9����������������������������������������������������!���������

    ���������������������������������������������

    6���5�7�:���������������7�������������������������������������������������'������������

    ��������

    ;���!����������������������������������������������������������!�������������������������

    ������� �4������������ � ������� ������������ �# ������������ ���� � ��� � ��������������� ���� � ���

  • ��������� ������������������ ���� ���������� ��� � ���������� �������� � � ������ ����� �!��������

    ������� � ������������� ���� �� ������� �� ����������� ������� � �������������������������������

    ������ � �� � ������� � ������������ � � � �������� � �������� � # � �� � ������ � ��� � ��

    �������������������������������!���������������������������������������������!�������!���

    �������������������������������������������������!�������� �

    4���������������������������������������������������������������������������������7

    ��������������������������������������������������������������������!�����������

    ���� � �����722����������-����)���2 � � �� ������������ �������� ���������� � � �!�?: � 9��

    �����722�������������� ���� ����������������������������������������!������������%����

    �����722���������������-�����@���2 � ��� ������������ ��������� ���������� �� ���������� �

    �!9�������� ���&������������722AAA��������-�������5���2 � ������������� � �!������������

    !���������� � ��� ������ � ������ � ��� � ��� � !������ � ���� � ��� � ������� � ���� � ��� � ����� � �

    �!���������� � � � �� � ����� � � � ���� � ��������� � ���� � �� ������������ �� �������� ��

    �����������������722AAA���������-������2 ��4���>�����!������������������������������������

    ���������������������������������������������������������������������������������������

    �������������������������������������� ��!����������������������6������

    ���������������������

    ���������������������������������������������!����������������������������������

    �������������� �0� � ��������� � � � �� � ��������������� � ��� � ������� � �� � ������� � ������������

    �����B�� � �� � �� � ������� � ������� � ����� � ��� � ��� � ��� � �� � ������ � �

    ��� � � � ��������� � ����

    ����������!�����������������������������������!�������� ���������������������������������

    ������� � ���������� � ��� � �� � ���������� � ��������� � � �!��"�� � ��� � ������� � !�������� � ���

    ��������� � ������� � �� � ������ � �������� � ��� � ��� � �������� � ��� � ������� � �� � ����� � �������

    ��������� ���������!������ ����������������������������������������������������������������

    �������� � �� � "�� � �� � �������������� � �� � ������� � �������� � ���������� � ��� � �� � ��������

    1������ � ��� � �������� � �� � ��� � ������������� � �� � ��������� � ���� � ������ � ��� � ��� � ���������

    ��"������������!�����������������������������������������������������������������������

    ���������������������������

    ��������������������C�������������������������������������������7����������������������

    � � �� � ����������������� ������ � �� � ���� � ����� � �������� � �� � �������� � �� � ������������ � ���

    ���������������������������!�������������������������!������������������������������

    �������>�������������������������������� �������������������������� �������������

    ����������������������������������������(�����������D����������1�������������������������

    �������������������1��"�������������������������������������#��������������������������

    ���1������������������������ ��1���-#-���������������������������� �#������� ���������� ���

    �������������������������������������������������������������������������������

    �� � ���� ������ � ��� � �� � ������ � ��� � ������ � � � �������� � �� � ������ � � � ��������� � ���

    �����������������������������������������������������������(��������������������������

    ��� �������� � ������ �E � ������ ����� ���������� ��� ������ ��� � ����� �������������� �4!������

  • ������������������������������������������������������������������������������������

    ����������������������������������������������������������������������

    ���������������������������������!�������������������������!��"�������������� �7��!���

    ����������>���������������������������������������������������������G����������������

    ����������� ���������������!������������� ���������� ������������������������� �#����������

    C��������������������������������������������

    6����D�7�����������������������������������������������"���H

  • 6����@�7����������������������������������������������������������������1����������

    ������������"���/�;:�4-�� �������

    �����������!�����������#������������������������������������������������������������������

    ���������������!�����������������������������������������������������#����������������

    ������������!������J����������0�����������8������J����� �������!�����"�������������

    �����722AAA�����"��������� � � �� ������������ ��� ������ �� ��#������� � � �!�?G%�

    �AAA��������� �����������������������"�����$%���������&����������������!�����������

    /����-%�������������722AAA�����-��������2 ������ ������������%����������&������������

    ���!

  • Electroacoustique

    Le terme « électroacoustique » recouvre en fait beaucoup de thèmes variés. La base estévidemment constituée des transducteurs électroacoustiques, mais la tendance est asseznaturellement à un élargissement à des sujets dont le centre est l’utilisation de cestransducteurs. Pour ces raisons, les transducteurs pour les fréquences audibles et lestransducteurs ultrasonores sont souvent étudiés par des spécialistes différents, d’autantque les transducteurs pour la reproduction sont à « large bande » (de fréquence), alorsque les transducteurs ultrasonores sont souvent à bande étroite, ce qui les différencienettement . C’est pourquoi ce chapitre est divisé en deux sous-chapitres.

    �������������������������������

    ����� � �� � ���� � ��� � ��������� � ������������������ � ��� � ����� � ���� � �� � ��������� � ��

    ������������������������������������������������������������������������������������������������

    ��� � ����������� � ������� � ����� � �������� � �������� � ���������� � �������� � �� � �����������

    ��������������������������������������������������������������������������������������������������

    ��������������������������������������������������������������������������������������������

    ��������������������������������������������������������������������

    ���� � ����� � ����� � ����� ��������� � ������������ � ��� � ������ � �� � ������������� � � ������ � ���

    ����������!��"�����������������������������������������������������������#���������������������

    �����������! � ��� � # � ������������������� � ��$�������� � ������� � �������� � ����� � �� � ����� � ��

    �������������������������������������������%���������������������������������������������������

    ������������� ����� ���������� ���� ���� ��� ���������� � ������������ � ������������������ ����������

    ��������������������������������������������������������������������������������������&��������

    ����������������������������������������������������������������������������������������������������

    ����������������������������#����������������������������������������������������������

    ��������������

    %� ���� ������ � ���������� ���������� ��������� ������� ����� � ���������� ��������� ���� ����������� ��� ���

    ��������������'���!����������������������������������(������������������������������������������

    ����������)*%%%�� ��������&���+�������������������������������������������������������!����������

    ,����������������������-������������������������������������������������������������������������

    ����������#����.������������������.������/01/��������.����������������������.������/223��(�

    ���������������������������������������"��������������������"�������������������������������������

    ���!�����������#����������������������������������������������������������������������������

    ����� � �� �������� ����� �������� ������������������� �*����� ����� �/044� ���� �� ������� � ������� ���

    ������������ �%� ��������� ���������#�������������������������� ��������������#��������������������

    ������������������������������������������������������������������,/05/-� �(��������� ������

    ���������������������������������������������������������������$�����#�����������6������������

    �� �/073 ������� � ������ �������� ��������� � ���������� � �� ����! ��������� �8������������� � �� ��������

    ��������� ��� � ������� ���� ������� ����� �/014� ����� �� �� ������� ���� �9��� ����� �6���� ����� � ��

    ��������� � ������ � ���� � �� � /021� ������ � # � ����� � ����� � ��� � .������������������. � ��� � ������� � ��

  • ��������������������������������������������������������������������!�����������������������

    (����$���������"����$����#����������������������������������������������������#����������������

    ����� � �� ������� � ���������������� ��� � ��� � �������! ���������� � �� � ������������ ���� � ����� � �

    �������������������������������������������������,:����/052-�����������������,;�������

    /023-� � ������� � ,6���� � /021-� � �������������� � ,�������� � /022-� � �����

    ���������!�������������)%)�����������������������������������������������������������������

    ����� ������/025�����>�!?������������ ��� ��������������������������� ���������/022�����(���

    =�����������������������������������������

    ��� � ����� � ��������� � ������������ � ���� � ����� � �������� � ��! � ���! � �������� � ��� � ����

    ������������������������������������������������������������������������������������������������

    ���� � �������� � �� � ������ � �������� � ��� � �������� � ��� � ��������� � ������� � ��� � ������ � ������

    ���������� � �� � .�����!. � �������� � �������������� � 8��� � ��� � ���� � ��������� � ������� � ��� � ���

    ����������� � ��� � ������ � ������� � �������� � ��������� � ��� � �� � ������ � ���������� � ,����� � ����

    ���������������������-���������������������������������������������#��������������������(��������

    ����������������������������������������,������������-�����������������#���������������������

    .�������������.�,*��������/013-��������������������������������������� ��������������������������

    �������������������������������� ����������� �������������������������������������������������

    �������������.���������.�

    .8����������������. � ��� � ����� � �� � ����� � ��� � ���� � ������ � ����� � ���� � ���������� � ������� � ��!

    ����������������������������������������������������������������������������������������������

    ������������������������������������������������������������������������������

    �����������������������������

    @�$�������������������������������������������������������������������������������������������

    ������.����������������.� �������������������A�����B�������������������������������������������

    ����������������������C�����������������������������������������������������������������������������

    ���� � �� � �������! � ������� � ������������ ����� � ������� � ���� � ������ � ��� � ������������ ����������

    �������������������������������������.�����.����������������������������������������������

    ������������ � ��� � ������� � # � ���� � ��������� � ������������� � �������� � ��������������� � ���� � ��

    ��D������������E����������������������������������������������������������#�������������������

    (��������������������������,����������!��������-�������������������������������������������

    ������������� � �������� �������� ���� ��������������������������� ��������������������������������

    ����������������������������������������������������������������'���������������������������

    ��! �������������� ��� ���! � ����������� ���� ����� ���������� � ��� ��������� � ��������� ����������� �# � ��

    �������������������������������������������������������������������������������������������(�

    ����� � ������ � �� � �������� � �������� � # � ��� � ��� � ��E� � ������������� � ��$�������� � �� � �������

    �����������������"����������������������������������������������������!�����������������������

    ��������������������������������������

    :����������"�����������������������������������������������������������������������������������!���

    ������������������������������������������������������@������������������������������������������

    �����������������������!��������������.����������.�����������!������������������������������,F�����

    /G31-��H�����������������������������������������������#����������������#������������������������

  • �����������������������.�����������.�,I�����������/G7/-������������������!�����������������������

    �������������������������������� ������������������������������������������������������������

    ����� � �������� �(� � �������� � .���������. ��� � ������ � ������� ������� ��� � ������� ���� �������� ���

    �������������������������������������������#����������������������������,�����������������������

    ���-� � ��� � ���! � �!������ � ����< � ��������������� � ������� � ��$�������� � ����A� � �� � ������� � ��

    .���������������������.��������������������������#�����������������������������!��������������������

    �����������������.����������������.������������������������������������������A���!���������!���

    ���� � ��������� � ��� � ������� � �� � ��� � ��� � �������� � ������ � ���� � ��� � ������������ � ����� � �����

    �����������������������������������������������

    (���������������.����������.�������������������������������������������������������������������

    ����#���������#������������������������#������������������������������������������������������

    ���������"�������� ����������������������������������������������������������������������������

    ���.��������������.�������!��������������������������,;��������/G1J-�������������������������������

    ������������������������������#��������������E�� ���������������������"�������������������>8>;�

    ���������"��������������������������������������"�����

    �������������� �����������������������������������������������������������!�����������������������

    ������� ����������������������� �"��� ��������������������������� � ����������������� ����

    ����������������������������������������������������������������������������������������������!

    ���������,����������������������������-������������������������������������������������������

    �������������� ����������$�����������������������#���������������������������������������������

    (�� � ������! � �������� � �� � �� � ���� � ������� � �� � ��������� � ��������� � ,������� � ��� � �������!�

    �������������-��(��������������������������������������!�����������������#��������������������

    ������ � # � �� � ������ � �� ������ � $������� � �� � �������������� � ������������� � ��� � ������� � # � ���

    ������������������������,�� # ������������-������������������������������������������������

    �������������#���������������������������������������������������������������������������������

    ���$���������������������������������������������������������������������#����������������������

    ��� � ��������������� � ����������� � ;�������������� � �� � ���� � ����� � ������� � ��� � �� � ���������

    �����������������������������������������������.�����.�������������������������������������������

    ���������"��������������������������������������������������������"�����������������"�����������

    ���������������"��������������������������������������������������������������������������������

    ��������������$#������������������������

    ��������������

    :���� � ��� � ������������ �.�����.� � �� � ������������ ������� � ��������� ���� ����� � ��� � ���������� ����

    ����������������>����������������������������H��������������������������������������������������

    �������! � ������������ � ����� � ������������ � �� � ������������ �'�� ���� � ������� ��� � �� � ��������� � ���

    ����������� ������� ����� � �� � ������������ ��������� ��� ������� ���� ������ ��� � �� � ���������� � ��!

    ���������� � ��������� � �� � .����������.� � (# � ������� � ��� � ��� � ������� � ��� � �� � ������������ � ���

    ������������ �# � �� � ���� ���� ������ ���� ������������� �,# � �� � ���� ������� ��� � ������- ��� ��� ������� ���

    ���������� � �������������� � :�� � ������ � ��������� � �� � �� � ���� � ������ � ����� � �� � ������� � ����

    ��������� � � � �� � ������ � �� � ��������������� � ������ � ���� � �"�� � ��$�� � �� � ���������� � ���������

    �������������� � ����� � ���������� � �� � ���������������� � ������������ � ��� � �����!� � �� � �����A�� � ������ � ��

    �����������������������������������������%�����������#��������������������������������������������

    ���� � ���� � ���� � ������������ � ���������� � � ����� � ������ � ������ � ��� � ������������� � �� � ����� ���

    .������������������.�

  • '����������������������������������������������������������������������������������������������������

    �� � ������� � ������� � ����� � 5�� � �� � ��� � ���������� � �� � ��������� � ������������� � ��� � �������

    �K��������������������������������������������������������������������������,5�������-��(�

    ������������� � �������� � �� �������� � ���������� � �� � ���� � ���� � "��� ���� � ��� � ����������� � �� � �� � ���

    �K�����������������������������������������������������������������������$������������������������

    ������#������������,�������������������������������������I&;���C@�����-��%��������������#�����

    ������� � ����������� � ������������� ����� � ��� � �� � ���������� � ��� � ������ � ��� � ,������ � L- � # � ���

    .��������.����������

    ���!����������!��������������������������������������������������������������������������

    �����������������������������������������������������������������A���������������������������

    ���� � ����� � ��� � ��� �������� � ����������� ����� � �������� � ������ � ����� � ��������� � ���������� � ���

    ��������������(�����������������������!�������������������������������������������������������������

    �������������������������������������������!��������������������������������������������#���������

    ����������������������������������!�����������������������������������������������������������

    ����������� � �� �������� � ��� � ������� � ����� � ��� � ���!������������ � ���� � �� � ������� � �������� ����

    ��������������������������������������������������������������������������������������������

    ��$�������� � ����< � ������ � ��� � �� � ����� � ���������� � ������������ � �������������� � ��� � ��������

    ��������������#���������

    :���� � ���! ��� � ������������� � ����� � ��� � ������������� � ���� � ���� � ������������� � ������ � ����� � ��

    �����������������������������������������������������������������������������$������$��������(��

    ��������������������������������������������������������������������������������������������

    �������������� �������������������������#����������������������������������������������������

    ��������������������������������������������������������������������������������!����������

    ��������������������������������������.�����.�������������������!����������������������������

    ,������������������-���#��H���������������������������������������������������������������������

    �������! � �� � ��� � ����������� � �� � ������ � �� � �������� � �� � ������� � �� � ������ ����� � ����� � ��

    �����������������������������������������������������������������������������������!�

    �����������������������������#�������������������������������������������������������������������

    ����������������������������������������,���������������������������-������������������������������

    ������� ���������@����������������������������.���� ������ /.��������������������������������������

    ������� � # � �����A��� � �� � ���������� � �� � ������� � # � ���� � ������ � �� � �������������� � �� ������� � #

    ��������������������#�����������������������������������������������������������������������@�,����L-

    ��� � ������ ���� ����������� ������ � ��� ������������ ��� ����������� ��� � �K������������� ��� ����! ���

    �������������������������������������������#�����.�����������������.� ��������������������������

    ������������������������������������

    @��������������������������������������������#�.��������������������.��������������������������

    �����������!�����������(��������������������������������������#��������������������������������

    ����������������������������������������������������������������������������������!�������

    ����������������������������������������������������������������������������������������������#

    ���������(#���������������������������������������������������������������������������������������

    �������������������������������������������������������������#���������������

    ��������������!�������������������������������������������������������������������������������������

    �������������������������������������������������������������!�����������������������������������

    1 Qu’on peut traduire par « réseaux en ligne ».

  • @���� ���������� ����� � ������������� � ���$����� ������� � ���� �# � �� � ���������� ���� � ���������� ��� ���

    �������� � �� � ���� ��� � ��������� � �������� ���� � ������� ��� � ���������� � ������������� � �� � ��

    ������������ � ������� � ����� � �$# � �� � ��$�� � ��$��� � ���� � ��� � ������������ � ����� � .�������.� � ���

    ��������� � ��� � ������� � # � ����� � � � ��������� � �������� � �� � �������� � ���� � ������������ � ���!

    ���������������������"�����������������������������������������������������������������������

    �������� ��� ������� ����������� � ���������� ��� �������� ��� � �� � ������������ � ������� ������� � ��

    ������������������$�������!�������������������������(������������������������������������#������

    ����������������������������������������������������������������������������������������

    ��$�����������������������������������������������������������������������������������������

    ������������������������������������������������������������������������M����

  • II. Capteurs et transducteurs ultrasonores

    IntroductionLes capteurs ou transducteurs ultrasonores effectuent la conversion électromécanique quipermet d’engendrer et/ou de détecter des ondes dont les fréquences dépassent engénéral 20 kHz (sauf pour l’acoustique sous-marine qui s’intéresse également aux plusbasses fréquences). Eléments principaux et indispensables à l’ensemble des procédés etexpériences utilisant des ultrasons, ils s’intègrent dans de nombreux thèmes del’acoustique. Ils sont employés dans les sonars actifs et passifs, comme hydrophones enacoustique sous-marine, pour le contrôle et l’évaluation non destructifs de matériaux etstructures, pour le nettoyage industriel, dans les systèmes d’échographie et de thérapie enmédecine, mais aussi en microscopie acoustique ou comme capteurs chimiques,physiques ou biologiques. Ils interviennent également dans des applications endébimétrie, le soudage de matières plastiques, en nébulisation ou dans les moteursultrasonores.

    HistoriqueL’évolution technologique des capteurs et transducteurs ultrasonores est étroitement liéeau développement des méthodes acoustiques comme moyen d’investigation. En 1880, ladécouverte de la piézoélectricité par les frères Pierre et Jacques Curie ouvre laperspective de la génération et la détection des ondes ultrasonores. En 1916, PaulLangevin réalise la première expérience d’émission-réception d’ondes ultrasonores dansl’eau. L’utilisation des sonars durant la seconde guerre mondiale marque réellement ledéveloppement des transducteurs ultrasonores. Depuis, la technologie a constammentévolué, intégrant de nouveaux matériaux tels que les céramiques PZT dans les années50, les composites piézoélectriques dans les années 80 et plus récemment lesmonocristaux à coefficient de couplage pouvant atteindre 90%. Les développementstechnologiques s’accompagnent également d’une augmentation de la fréquence defonctionnement des transducteurs ouvrant la voie à de nouvelles applications. Les années50 voient le développement des premiers capteurs pour l’imagerie médicale et le contrôlenon estructif (CND) a gamme du MHz. A partir des années 70, les progrès en électroniqueet l’intégration des systèmes permettent le développement d’appareils commerciauxd’échographie médicale reposant sur l’utilisation de transducteurs multiéléments(barrettes) et de systèmes Doppler. En parallèle, la possibilité de générer et détecter desmodes guidés sur substrat par peignes interdigités permet, par méthodes acoustiques, deréaliser des fonctions de filtrage en électronique à des fréquences de plusieurs centainesde MHz. Les méthodes de contrôle non destructif et d’acoustique sous-marine, intègrentégalement les avancées technologiques conduisant dans ces domaines à uneaugmentation de la résolution des systèmes.

    Méthodes/technologiesLa fonction de conversion d’énergie réalisée par le transducteur est faite le plus souventpar des matériaux piézoélectriques. Grâce à la nature réciproque du phénomène depiézoélectricité, ceux ci peuvent être utilisés comme émetteur ou comme récepteur. A titred’exemple les monocristaux de niobate de lithium, des céramiques comme le titanatezironate de plomb ou le titanate zirconate de barium, certains polymères et copolymèrescomme le polyvinylidine difluoride (PVDF) ou le poly(vinylidène fluoride-trifluoroéthylène)P(VDF-TrFE) et les piézocomposites comptent parmi les matériaux piézoélectriquesemployés dans les transducteurs. Ces matériaux sont généralement associés à deséléments mécaniques passifs tels des lames adaptatrices ou des milieux arrièresamortisseurs et éventuellement des éléments d’adaptation électrique pour constituer le

  • transducteur ultrasonore. La géométrie ainsi que les propriétés des éléments constitutifsdu transducteur, dont en premier lieu de l’élément actif, conditionnent les performancesélectroacoustiques du transducteur : sensibilité, bande passante et diagramme derayonnement. Mis en œuvre sous forme de systèmes multi-éléments, et associés à uneélectronique de formation de faisceau, ils permettent l’imagerie de structures internes enmédecine et dans l’industrie dans la gamme de fréquence 1-20MHz. A plus bassesfréquences, ils permettent l’imagerie des fonds marins.

    Transducteurs pour l’imagerie médicalePhilips medical

    Perspectives et enjeux@�$����K���������������������������������������������������������������������������������������

    �������� � ���� � ����� ����� � ������ � ��� ��������! � ������������ � ���� � �K��$����� � �K�������� � ���

    �������������N����������������������������������������������N�����������������������������������!

    �����������������������������������(��������������!���O :P����:QO :P

    �������� ���� ��������� ���

  • ������� � �������� � (��� � ������� � # � �K���� � �K������������ ��������� � ������ � �� � ���� � �� � �����

    �������������������������������������

    © CEA

    P�������������������������������������K�����������������������������!��

    �������������������������A���������������

    '���������������������������������������������������������A��������������� ������������������

    ��������(K��$�������������������������������������������������������������������������������

    �!��������������������!���B���

    Les applications pour l’acoustique sous-marine nécessitent des matériaux et desconceptions de transducteurs permettant de supporter des puissances élevées etprésentant un très bon rendement électromécanique. Alors que la plupart des antennesd’émission fonctionnaient à plus de 5 kHz, les années 80-90 ont été marquées par laconception d’antennes d’émission sonar fonctionnant autour de 1 kHz voire en dessous.La tendance actuelle et pour les prochaines années revient vers des fréquences plusélevées et une recherche de réduction des coûts avec des concepts de transducteurscomportant moins de pièces mécaniques, avec notamment des céramiques fonctionnanten mode de flexion. Pour ce qui concerne les hydrophones, l’objectif est d’obtenir descapacités diélectriques et des sensibilités suffisamment élevées pour assurer un rapportsignal à bruit permettant d’écouter les bruits sous-marins. Les technologies d’hydrophonessurfaciques utilisant des matériaux types PVDF sont maintenant suffisamment au point.Les études récentes et à venir pour les antennes de réception portent principalement surdes combinaisons de capteurs présentant une directivité (pour lever le doutedroite/gauche) et de nouveaux capteurs sensibles à la vitesse particulaire dans l’eau aulieu de la pression acoustique.

    Entreprises et laboratoires en France travaillant dans le domaine des transducteursSur le marché des transducteurs pour le CND et l’imagerie médicale on trouve les sociétésVermon, Imasonic, Parallel Design, Métalscan, Sonaxis… Thales développe desmatériaux piézoelectriques et des transducteurs pour l’acoustique sous-marin.Comme laboratoires travaillant sur le thème des transducteurs ultrasonores on peut citerle LUSSI (Tours), l'IEMN (Lille), FEMTO-ST (Besançon), l'INSERM (Lyon) pour lestransducteurs de puissance, la DGA, l'équipe MIRA de l'IES (Montpellier)...

  • ����������

    �������������������������

  • VIBROACOUSTIQUE

    Introduction.

    ������������������������������������������������������������������������������������

    ����������������������������������������������������������������������������������

    ������������ � ��� � �� � ���� ������������� � ����������� � ���� � �� � ����� � ������ � ���

    ����������������������� ��������������������������������������������������!������"����

    ����������������������������������������������������������������������������""��������

    �����������������������

    ��������� ������ ���������� ������� ��� �������� � ��� �������� � ���� ��� � ������������ ������

    ���������#��������������������������������������������������������������������

    ������������������������������������������������!������������������������$����"������������

    ������������������������������"��������������������������%�����������������������

    ���������&� �'�"��� � ���������� ���� ������(�������������� �������������"�����)��������

    �������������������������������� ������������������������

    �����������������������������������������������������������������*

    � ������""������� ��������������������������������������������������������������

    ���� ����� � ��� � ��������� � ����������� � ��� � � � �������� ��� � �������� � ����������

    ����������+�������"�����������������(��������������,

    � ����������������������"����������������������������������������������������-./0�

    � � ��� � ������ � ���������� � ��� � ����� � �������� � ��(� � ������ � %�� � ����������� � ��

    ��������������1������2����-345��������������"������������������-.60&�����

    ������������������������������������������������������"���������������������

    �������������������������������������������������(�����"��������

    � ��������������������������������������������������������(�����������������

    ���������������������������������"����������������������������������7�������,

    � ���������������������������������������������(��������%���������������������

    �����������������������������&�������������������������������������

    ������

    �������"�����������������������

    ��������������������������������������������������(������������������������������

    �� � ����������� � ��������� � ��� � �� � ������ � ���� � ��� � �������� � ��� � ������

    �������������������8������������������������������������������������������������������

    �������������������������������������������������������������������