Des scientifiques font léviter des objets par le son

La toute première « pince acoustique » a été réalisée en 2016 par des chercheurs du CNRS : un système complexe basé sur les ondes sonores, constitué d'émetteurs et de réflecteurs, qui parvient à piéger une particule et à la soulever ! Ce dispositif a ensuite été recréé partout dans le monde, puis amélioré de nombreuses fois. À la différence de la lévitation acoustique, qui permet de maintenir un objet en l'air préalablement déposé là où il doit léviter, cette technique fait décoller l'objet depuis une surface réfléchissante. Alors qu'ils avaient déjà réalisé un tel appareil l'année dernière, cette fois des chercheurs de l'université de Tokyo ont décidé d'améliorer sa stabilité, plus précisément celle de la particule une fois qu'elle est soulevée. Les détails de leur projet ont été présentés dans une étude, publiée dans le Japenese Journal of Applied Physics.

Perfectionnement du dispositif appelé « pince acoustique » pour la manipulation d'objets sans contact. © TMU, YouTube

La pince acoustique, une évolution de la lévitation acoustique

Leur dispositif de pince acoustique repose sur l'utilisation de transducteurs à ultrasons, c'est-à-dire d'appareils qui convertissent un signal d'entrée en ultrasons. Pour les 180 transducteurs utilisés, les fréquences de sortie étaient à 40 kHz. À cette fréquence, l'oreille humaine n'est plus capable d'entendre le signal. Le tout a été placé sous la forme d'un réseau hémisphérique, avec pour but d'entourer la particule cible. Mais comment les ondes sonores peuvent-elles « piéger » une particule ? Tout repose sur la pression radiative acoustique : les ondes sonores exercent une pression sur le milieu dans lequel elles se propagent.

En utilisant soit plusieurs sources de même fréquence qui se combinent ou sont réfléchies, soit une seule qui est réfléchie, il est possible de générer ce que l'on appelle une onde stationnaire : une onde qui contient certains points nommés « nœuds », pour lesquels l'amplitude reste constante dans le temps,...

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