• Ingénierie: il apparaît possible, en théorie, de faire léviter un être humain dans un faisceau tracteur acoustique!____¤201801

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «Acoustic virtual vortices with tunable orbital angular momentum for trapping of Mie particles» sont publiés dans la revue Physical Review Letters, montre qu'il est possible de piéger de façon stable des objets plus grands que la longueur d'onde du son dans un faisceau tracteur acoustique, ce qui pourrait, en théorie, permettre de soulever un corps humain, alors que, jusqu'ici, les chercheurs qui travaillent sur la lévitation acoustique pensaient «qu'elle ne pouvait s'appliquer qu'à de très petits objets ou microparticules».

     

    Rappelons tout d'abord que «les rayons tracteurs acoustiques utilisent les ondes sonores pour manipuler des objets solides ou liquides sans les toucher». Cependant, comme «la rotation du champ sonore finit par se transmettre à l'objet qui va tourner de plus en plus vite jusqu'à être éjecté», jusqu'à présent, «les essais réalisés avec des objets plus grands que la longueur d'onde n'ont pas fonctionné correctement».

     

    La solution proposée dans l'étude ici présentée «repose sur la création de tourbillons acoustiques à l'aide de transducteurs dont la structure prend la forme d'une tornade qui enserre un noyau silencieux»: il apparaît qu'en modifiant cette structure, il est possible de «piéger des objets d'une taille supérieure à ce qui s'est fait jusqu'à présent».

     

    Pour «contrôler la vitesse de rotation de l'objet», il faut jouer «sur la direction de torsion des tourbillons acoustiques» en enchaînant «des impulsions rapides où l'hélicité des tourbillons est égale mais leur sens opposé» de sorte que «cela produit un vortex virtuel avec une dynamique angulaire orbitale qui peut être contrôlée indépendamment de la force de piégeage».

     

    Cette technique permet «d'accroître la taille du noyau silencieux au cœur du vortex sonore et de pouvoir y faire léviter des objets de plus grande taille de façon stable». Ainsi, «en utilisant des ondes sonores à 40 kHz audibles seulement par des chauves-souris», une «sphère en polystyrène de deux centimètres de diamètre», dont la taille équivaut à deux longueurs d'onde sonore, a pu être piégée dans le rayon tracteur: «il s'agirait du plus gros objet jamais manipulé de cette manière».

     

    Au bout du compte, cette étude laisse penser qu'il serait possible d'appliquer ce principe pour faire léviter un corps humain, «mais il s'agit là d'une assertion théorique qui ne prend pas en compte les aléas techniques d'une mise à l'échelle du système». Plus concrètement, les rayons tracteurs acoustiques pourraient avoir «de nombreuses applications»: par exemple dans l'industrie «pour l'assemblage sans contact de pièces fragiles».

     

     


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