ULTRASONS

Détection

Les détecteurs électromagnétiques sont de loin les plus employés (cf. Transducteurs électromagnétiques). On les appelle aussi sondes ou capteurs. Seuls les capteurs piézo-électriques couvrent tout le spectre ultrasonore. On trouve également des dispositifs de détection non réversibles, fondés sur la pression de radiation ou les effets thermiques ou optiques des ultrasons.

La pression de radiation résulte de l'effort moyen qu'exerce sur un objet immergé le fluide qui propage un rayonnement ultrasonore. Elle varie selon le carré de la pression acoustique et possède donc une valeur moyenne non nulle, mesurable à l'aide d'un dispositif statique : disque de Rayleigh, pendule de Bergmann, balance radiométrique, radiomètre à plongeur, sonde de Laville.

Les effets thermiques se détectent, comme pour toute autre radiation, par des bolomètres (thermomètres à résistance) ou par des thermocouples. Une autre technique, empruntée à l'aérodynamique, est celle du fil chaud de Richardson, mais elle ne convient que pour la partie inférieure du spectre ultrasonore.

La visualisation des champs ultrasonores peut se faire avec les procédés de l'aérodynamique ou de l'hydrodynamique (strioscopie, « ombrographie », stroboscopie), pourvu évidemment que les longueurs d'onde restent assez grandes pour laisser voir la structure ondulatoire. La propagation des ultrasons est révélée aux courtes longueurs d'onde par la diffraction de la lumière par les ultrasons, phénomène prévu par Léon Brillouin et Paul Langevin dès 1923 et découvert simultanément en 1932, en Amérique, par Peter Debye et F. W. Sears, et en France par P. Biquard et R. Lucas : un milieu quelconque, parcouru par une onde acoustique, devient un véritable réseau de diffraction à trois dimensions, et ce réseau sera d'autant plus efficace qu'il aura davantage de « traits au millimètre », c'est-à-dire que la longueur d'onde sera plus courte. Aux fréquences les plus hautes, ce phénomène prend un aspect quasi discontinu analogue à la réflexion de Bragg des rayons X dans les cristaux. Associé, aux fréquences plus basses, à un dispositif à ondes acoustiques stationnaires, il aboutit à une véritable interférométrie ultrasonore.

Il existe aujourd'hui de nombreux dispositifs acousto-optiques utilisant l'interaction, en régime de Bragg, d'un faisceau laser avec les ultrasons. Les déflecteurs ou déviateurs, les modulateurs et interrupteurs acousto-optiques sont couramment associés aux lasers, dans les montages optiques.