Le microscope acoustique permet de connaître l'intérieur d'un objet

Proposé par
Invité
le
dans

Les microscopes acoustiques permettent de sonder l'intérieur d'un échantillon de façon non destructive, en utilisant des ultrasons à très haute fréquence. On peut ainsi visualiser des défauts ou des structures internes sans couper l'objet. Pour ce faire, les échantillons doivent cependant être immergés dans un liquide.


Commentaires préférés (3)

C'est exactement la même technique qui est à l'œuvre pendant une échographie, et là encore on a besoin d'un liquide comme vous le savez.
On applique du gel entre la sonde et le ventre de la future maman (ou la poitrine du patient s'il s'agit d'une échographie du cœur par ex.) pour éviter que l'air ne perturbe les signaux sonores envoyés dans le ventre et le retour (l'écho) de ces mêmes sons vers la sonde.

Un ultrason est défini selon ce que l'audition humaine est capable de percevoir.

Est donc considéré comme ultrason tout son dont la fréquence est supérieure à 20000 hertz.
A l'inverse, tout son se trouvant sous les 20hertz sera considéré comme infrason.

Un dauphin ou une chauve souris sont capable d'entendre jusqu'à 160 000 hertz et les éléphant ou les taupes sont capable d'entendre des infrasons jusqu'à environ 5 hertz.

a écrit : C'est exactement la même technique qui est à l'œuvre pendant une échographie, et là encore on a besoin d'un liquide comme vous le savez.
On applique du gel entre la sonde et le ventre de la future maman (ou la poitrine du patient s'il s'agit d'une échographie du cœur par ex.) pour
éviter que l'air ne perturbe les signaux sonores envoyés dans le ventre et le retour (l'écho) de ces mêmes sons vers la sonde. Afficher tout
J’ajouterais que plus on augmente la fréquence des ondes plus on augmente la précision mais moins on peut voir profond.

Chaque organe possède une echogénicité propre (capacité à renvoyer l’onde). Les liquides sont anéchogenes. L’urine dans la vessie par exemple apparaître toute noire sur l’échographie. Pour les organes, on va donc vérifier si l’échogenicité est normoéchogéne. Si ce n’est pas le cas (hypo ou hyperéchogenie), c’est potentiellement qu’il y’a un corps étranger ou un élément anormal.

Pour l’anecdote, j’ajouterais que les microscopes à ultrasons sont beaucoup plus précis et ont une gamme de fréquences bien plus grandes que les échographes.


Tous les commentaires (14)

C'est exactement la même technique qui est à l'œuvre pendant une échographie, et là encore on a besoin d'un liquide comme vous le savez.
On applique du gel entre la sonde et le ventre de la future maman (ou la poitrine du patient s'il s'agit d'une échographie du cœur par ex.) pour éviter que l'air ne perturbe les signaux sonores envoyés dans le ventre et le retour (l'écho) de ces mêmes sons vers la sonde.

Un ultrason est défini selon ce que l'audition humaine est capable de percevoir.

Est donc considéré comme ultrason tout son dont la fréquence est supérieure à 20000 hertz.
A l'inverse, tout son se trouvant sous les 20hertz sera considéré comme infrason.

Un dauphin ou une chauve souris sont capable d'entendre jusqu'à 160 000 hertz et les éléphant ou les taupes sont capable d'entendre des infrasons jusqu'à environ 5 hertz.

a écrit : C'est exactement la même technique qui est à l'œuvre pendant une échographie, et là encore on a besoin d'un liquide comme vous le savez.
On applique du gel entre la sonde et le ventre de la future maman (ou la poitrine du patient s'il s'agit d'une échographie du cœur par ex.) pour
éviter que l'air ne perturbe les signaux sonores envoyés dans le ventre et le retour (l'écho) de ces mêmes sons vers la sonde. Afficher tout
J’ajouterais que plus on augmente la fréquence des ondes plus on augmente la précision mais moins on peut voir profond.

Chaque organe possède une echogénicité propre (capacité à renvoyer l’onde). Les liquides sont anéchogenes. L’urine dans la vessie par exemple apparaître toute noire sur l’échographie. Pour les organes, on va donc vérifier si l’échogenicité est normoéchogéne. Si ce n’est pas le cas (hypo ou hyperéchogenie), c’est potentiellement qu’il y’a un corps étranger ou un élément anormal.

Pour l’anecdote, j’ajouterais que les microscopes à ultrasons sont beaucoup plus précis et ont une gamme de fréquences bien plus grandes que les échographes.

Il me semble que c'est cette technologie qu'on utilise pour détecter des défauts où des microfissures d'usure sur des pièces métalliques sensibles (pales d'hélices où de turboréacteurs, rails de chemin de fer et tout un tas d'autres choses) J'ai bon?

a écrit : Il me semble que c'est cette technologie qu'on utilise pour détecter des défauts où des microfissures d'usure sur des pièces métalliques sensibles (pales d'hélices où de turboréacteurs, rails de chemin de fer et tout un tas d'autres choses) J'ai bon? Tout à fait. Les microfissures "d'usure" sont appelées microfissures de fatigue (comme les fractures de même nom).
De même, cette technologie peut être utilisée pour détecter des défauts de moulage (criques, bulle de gaz, impuretés, etc...).

a écrit : Il me semble que c'est cette technologie qu'on utilise pour détecter des défauts où des microfissures d'usure sur des pièces métalliques sensibles (pales d'hélices où de turboréacteurs, rails de chemin de fer et tout un tas d'autres choses) J'ai bon? Tout à fait. Je travaille dans ce milieu et toutes les pièces métalliques sont inspectées par ce que l'on appelle le "contrôle par ultrason". On les contrôle soit immergé dans de l'eau, soit en contact avec une sonde et un produit appelé couplant qui est appliqué sur la pièce. Il y a trois niveaux de certification pour le contrôle par ultrason : les niveaux 1 qui peuvent faire juste le contrôle, les niveaux 2 qui peuvent rédiger des gammes de contrôle et faire des analyses poussées des non conformités (=défauts internes) et mes niveau 3 qui sont des techniciens experts qui valident les gammes rédigées par les niveaux 2.

a écrit : Il me semble que c'est cette technologie qu'on utilise pour détecter des défauts où des microfissures d'usure sur des pièces métalliques sensibles (pales d'hélices où de turboréacteurs, rails de chemin de fer et tout un tas d'autres choses) J'ai bon? Il y a aussi les câbles de téléphériques qui sont inspectés régulièrement sur toute leur longueur pour détecter des fils qui seraient rompus à l'intérieur (et remplacer tout le câble quand c'est le cas). Je ne sais plus si c'est avec des ultrasons ou des rayons X, mais de toute façon il y a de nombreux domaines où on fait des contrôles non destructifs avant la sortie d'usine ou, périodiquement, sur du matériel en cours d'utilisation.

a écrit : Il me semble que c'est cette technologie qu'on utilise pour détecter des défauts où des microfissures d'usure sur des pièces métalliques sensibles (pales d'hélices où de turboréacteurs, rails de chemin de fer et tout un tas d'autres choses) J'ai bon? Oui, j'avais vu ça chez Alstom pour les contrôles de qualités des pièces destinées au nucléaire.

a écrit : Oui, j'avais vu ça chez Alstom pour les contrôles de qualités des pièces destinées au nucléaire. Quand on entend parler de la quantité de défaillances sur les matériels utilisés dans les centrales, il faut s’interroger sur la fiabilité du procédé
Certains s'inquiètent même de possibles fraudes sur les attestations de contrôle

Bah bien : c’est mon métier depuis quelques mois (je viens d’être certifié technicien UT2 pour l’aéronautique).

En français on parle de « contrôle par ultrason » ou « ultrasonic testing » en anglais.

C’est globalement de l’écholocalisation à très petite échelle. Une impulsion ultrason est émise d’un côté d’une pièce, et elle rebondit de l’autre côté, et sur l’écran s’affiche un pic correspondant à cet écho.
Si un défaut se trouve entre l’entrée pièce et le fond, alors un écho intermédiaire apparaît.
Le défaut peut être de nature diverse (fissure, bulle, corps étranger, délaminage sur du composite…) et l’interprétation, un peu complexe, de l’échogramme permet de déterminer la nature, l’orientation, la profondeur et de la taille du défaut. Ensuite, on peut entreprendre les réparations ou les autres actions nécessaires (immobilisation d’un avion par exemple).

Il y a aussi un mode (multiéléments) qui fonctionne davantage comme une échographie telle qu’on peut le voir à la maternité. Avec plusieurs sources US, on peut utiliser les phénomène d’interférences et sonder des zones cachées, etc.

C’est le monde médical qui a mis au point cela et aujourd‘hui c’est utilisé dans l’industrie un peu partout pour du contrôle non destructif : on peut vérifier la santé de la pièce savoir avoir à faire des carottages ou autres, qui sont fiables, mais qui rebutent la pièce testée.

Le contrôle non destructif (CND) englobe tout un tas de méthodes : ultrason, radiographie, ressuage, magnétoscopie, thermographie et plusieurs autres, avec chacune ses avantages et ses limites..

Par contre pour la microscopie par US dont parle l’article, ça semble être une domaine plus spécifique encore. Ça utilise l’écholocalisation, mais avec une fréquence US très élevée (plusieurs GHz, là où le CND utilise plutôt 1 à 15 MHz en général). Plus on monte en fréquence, plus la taille de ce qui est détectable est petit. Avec une fréquence très haute, on obtient donc une image très détaillée, mais au prix d’une bien plus forte absorption de l’onde (ce qui limite les applications sur des pièces épaisses) et des appareils plus chers et plus fragile.


Le CND est utilisé dans l’aéro, dans le nucléaire, mais aussi la construction de ponts ou d’éoliennes, de pipelines, de navires, de pièces pour la F1, des crochets d’attelage ou de fixation pour les camions ou les grues (ça serait bête qu’un crochet lâche sur l’autoroute)… bref un peu partout. Et à la fois en préventif (pièces en sortie d’usine) et en maintenance (après X heures de vol, on vérifie les pales d’hélico ou les rivets d’une carlingue d’avion).

a écrit : Tout à fait. Je travaille dans ce milieu et toutes les pièces métalliques sont inspectées par ce que l'on appelle le "contrôle par ultrason". On les contrôle soit immergé dans de l'eau, soit en contact avec une sonde et un produit appelé couplant qui est appliqué sur la pièce. Il y a trois niveaux de certification pour le contrôle par ultrason : les niveaux 1 qui peuvent faire juste le contrôle, les niveaux 2 qui peuvent rédiger des gammes de contrôle et faire des analyses poussées des non conformités (=défauts internes) et mes niveau 3 qui sont des techniciens experts qui valident les gammes rédigées par les niveaux 2. Afficher tout Il ya aussi des mesures laser et par courant de Foucault qui permettent l'inspection des rails embarquée sur du matériel roulant. Et quand tu dis tout à fait, ce n'est pas exact, l'anecdote parle d'un microscope acoustique, je ne pense pas (mais je peux me tromper) que pour l'inspection des rails ce soit cette technologie, même si dans les 2 cas on utilise des ultrasons. Je ne pense pas par exemple que le système utilisé dans le ferroviaire soit capable de reconnaître précisement autant de "matières" que le système médical, et le défi technologique n'est pas d'envoyer et de mesurer les ultrasons, mais bien d'interpréter les résultats et de reconnaître des formes et des matières diverses, alors que pour un rail on va surtout rechercher les défauts de surface et les microfissures sur une forme avec un gabarit précis. Il me semble aussi que les ultrasons sont utilisés pour des contrôles de soudures pour tout et n'importe quoi. L'anecdote parle d'une application bien particulière, pas simplement du contrôle par ultrasons qui est connu depuis des décennies.

Nous utilisons cette technique dans notre laboratoire pour inspecter les délaminages entre les couches des composants électroniques actifs (vous savez tous les petits boîtiers noirs avec des pattes autour !). L’échogramme (ASCAN) subit un déphasage de son pic lors de la transition entre deux couches dû à la lame d’air. Le logiciel interprète avec une zone rouge permettant de localiser les zones dégradées. Entres autres.

Pourrait-on utiliser cette technique sonder la structure interne cachée des fossiles?
Les minéraux dans les fossiles n'étant pas agglomérés de façon homogène dans la masse, peut-être est-ce possible ?
Enfin j'aimerais bien que cela soit possible :)

Tous, tout ce que vous décrivez c'est du CND: Controle Non Destrutif.
On l'utilise dans pas mal de domaine que ce soit dans le médical, l'industrie, la sécurité etc ...

Il existe actuellement 10 méthodes de CND:
Par ressuage
Par ultrason
Par magnétoscopie
Par courants de Foucault
Par radiographie: rayon X
Par thermographie
Par émission acoustique
Par shearographie
Par contrôle d'étanchéité
Et bien sûr par ''simple'' controle visuel