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Cette rubrique est consacrée aux différentes utilisations pratiques de la lévitation acoustique.
Cette rubrique est consacrée aux différentes utilisations pratiques de la lévitation acoustique.
Il n'y a pas de limite théorique à la pratique à plus grande échelle de la lévitation acoustique, mais celle-ci n'est pas réalisable avec les moyens et les connaissances de notre époque actuelle. Celle-ci est en effet actuellement très peu connue et peu expérimentée. Néanmoins, faire léviter un humain, comme on nous l'a souvent proposé à la vue de notre expérience, reste peu probable : il subirait par exemple des différences de pression très importantes pouvant conduire le plus probablement à sa mort. Il faudrait également employer des quantités d'énergies beaucoup trop élevées. De plus, la taille de l'objet qui lévite est limitée par la taille de la zone de dépression, soit une demie longueur d'onde. En augmentant la longueur d'onde pour y remédier, le son devient audible et donc désagréable, mais surtout, la fréquence diminue et avec elle la vitesse : l'effet Venturi devient donc moins efficace.
Cependant, la lévitation acoustique est un phénomène en constante évolution, comme le montrent par exemple les progrès apportés, très récemment en ce début d'année 2018, par l'université de Bristol. Des chercheurs sont en effet parvenus à dépasser la limite de la demie longueur d'onde en créant plusieurs "vortex" acoustiques permettant de stabiliser l'objet. Ils ont ainsi réussi à faire léviter une balle de polystyrène de 1.6 centimètre de diamètre avec des ultrasons, un record encore jamais atteint auparavant.
A l'image de l'hoverboard de Retour vers le Futur, la lévitation acoustique sera peut-être un moyen de transport de demain.
Le principe de la lévitation acoustique présente comme principal avantage, par rapport à la lévitation électromagnétique beaucoup plus répandue, de pouvoir faire léviter des objets non-conducteurs. Elle peut ainsi avoir de nombreuses applications :
Elle est utilisée par exemple dans la science dans les cas où il ne doit pas y avoir de contact, de contamination ou de réaction entre la matière et le récipient (traitement sans récipient) afin de préserver un échantillon stérile de tout contact extérieur. Cette technique commence, peu à peu, à être expérimentée principalement dans l'industrie pharmaceutique. En effet, certains laboratoires pharmaceutiques essayent de développer cette science afin de faciliter et d'améliorer la fabrication de médicaments. Lors de celle-ci, ils ont la plupart du temps tendance à prendre une forme cristallisoire (mauvaise dissolution dans le corps) dès le moment où il y a contact avec une surface quelconque, obligeant la prise d'une plus grande quantité pour obtenir le même effet qu'avec une solution amorphe (bonne dissolution dans le corps). La fabrication de médicaments en utilisant le principe de lévitation acoustique permet donc d'éviter tout contact et ainsi de garantir un médicament amorphe tout en économisant les quantités utilisées.
En déphasant les ondes, c'est à dire en décalant leurs périodes, il est possible de déplacer l'onde stationnaire et donc de déplacer l'objet. En entourant l'objet de transducteurs, il devient donc possible de le déplacer dans l'espace.
En partant du principe d'onde stationnaire, on peut créer différentes sortes de montages en utilisant par exemple un seul transducteur et une surface réfléchissante.
D'autres industries s'intéressent également à ce phénomène car il pourrait leur permettre de transporter des matières très dangereuses et destructives telles que la matière radioactive ou d'autres substances chimiques très réactives. Pour l'heure, il existe encore le problème d'échelle car la lévitation acoustique n'est encore réalisable qu'avec de petites quantités de matière, mais les recherches continuent d'avancer afin d'être capable de transporter en toute sécurité des objets à grandes échelles.
Toujours dans le domaine médical, la lévitation acoustique peut aussi permettre d'améliorer les tests sanguins car en évitant les contacts, on évite la contamination.
La lévitation acoustique est utilisée dans la recherche quand la gravité est un obstacle. La NASA l'utilise par exemple pour simuler des environnements en microgravité. On l'utilise aussi pour concevoir des mousses contre les marées noires : la gravité détruit la mousse et empêche son étude. Avec la lévitation acoustique, le problème ne se pose plus.
Ce phénomène commence également à être expérimenté dans le domaine de la microélectronique (Japon) dans le but de pouvoir manipuler des composants très petits sans les toucher. Il serait ainsi possible, par exemple, de déplacer des gouttelettes de métal ou de plastique fondu pour les assembler avec ces composants en toute quiétude. Des ingénieurs rêvent de chaînes de montage où les pièces s'assemblent avec précision en l'air sans aucun contact physique. Ils évoquent aussi la mise au point d'impression 3D acoustique.
De plus, il est possible d'utiliser cette technologie comme un rayon tracteur. En effet, une onde stationnaire peut être produite grâce aux interférences de plusieurs émetteurs placés d'un seul côté de l'objet : on peut ainsi "viser" une cible pour la piéger dans une zone de dépression, puis la déplacer à distance. Cependant, une utilisation similaire aux films de science-fiction, comme Star Wars, lorsqu'un vaisseau spatial en attire un autre pour le piéger est impossible : outre le problème d'échelle, il n'y a pas d'air dans l'espace, donc pas de son, donc pas de lévitation sonore. C'est pourquoi des recherches prometteuses sont en cours pour utiliser la lévitation avec un autre type d'onde : les ondes lumineuses laser !
Les différences de pression créées par ce principe peuvent également façonner des "hologrammes" tactiles : si l'amplitude est assez puissante, on peut toucher les zones de pression, ce qui donne une sensation de relief selon une forme qu'on aura préalablement définie.
La lévitation acoustique est un phénomène physique résultant de l'interférence entre des ondes sonores. Celle-ci provoque la création d'une onde stationnaire figée dans l'espace. Sur cette dernière, on voit apparaître différentes zones fixes de variation de pression : surpression et dépression. Ces aires exercent des forces sur l'objet s'y trouvant qui compensent la gravité et permettent ainsi sa sustentation. Actuellement, la taille et la densité de la particule en lévitation sont encore limitées malgré une innovation constante dans le domaine, en témoigne, comme on l'a vu, l'Université de Bristol. Cette évolution dynamique indique un avenir très prometteur pour cette technologie et nous sommes persuadés qu'elle nous réserve encore bien des applications futuristes et insolites dans un avenir proche. Qui sait, la lévitation acoustique sera peut-être un jour utilisée dans la vie quotidienne ?
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