I.1.3. GENERATION DES ULTRASONS :
De nombreux système sont susceptibles de produire des
ultrasons. Un appareil produisant des ultrasons est communément
appelé transducteur ou convertisseur Ultrasonore.
Les transducteurs ultrasonores utilisent l'effet
piézo-électrique. La technologie des transducteurs peut
être basée sur des générateurs pneumatiques
(sifflets, sirène...), électrodynamiques (haut-parleur) ou
électriques. Dans ce dernier cas, on utilisera les
propriétés des matériaux piézo-électriques
pour convertir l'énergie mécanique ultrasonore.
Les matériaux les plus utilisés actuellement
sont les matériaux piézo-électriques. Ces matériaux
ont l'avantage par rapport aux autres systèmes, de présenter de
bonnes performances et d'être disponibles dans des
géométries très diverses.
I.1.3.1. PIEZO-ELECTRICITE :
L'effet piézo-électrique a été
découvert en 1880 par Pierre et Jacques Curie. La
piézo-électricité est l'application d'une force sur un
matériau piézo-électrique (comme le cristal de quartz)
entraine une déformation qui se manifeste sous forme d'une charge
électriques et vice versa.
Energie mécanique Energie
électrique
Fig. I.1 : Effet
piézo-électrique.
`Piézo' C'est-à-dire pression, donc
piézo-électricité signifie :
> Une pression générée lorsqu'un champ
magnétique est appliqué.
> Une énergie électrique est
générée lorsqu'une pression est appliquée.
Ainsi nous pouvons créer des vibrations mécaniques
d'une certaine fréquence, si le courant appliqué est alternatif
dont la fréquence est du même ordre que la fréquence de
résonance du transducteur. I.1.3.1.1. Effet
piézo-électrique directe
C'est l'apparition d'un courant électrique, lorsqu'on
applique une force mécanique sur un matériau
piézo-électrique.
Cette caractéristique est utilisée pour mesurer
des pressions (la pression génère une contrainte mécanique
sur un quartz, qui génère une charge, amplifiée par la
suit). Une autre utilisation de cet effet est la création d'horloges :
le quartz soumis à une charge à une certaine fréquence
vibre à la fréquence propre du cristal, qui est utilisée
comme référence de pulsation.
Fig. I.2 : Effet piézo-électrique
directe I.1.3.1.2. Effet piézo-électrique inverse
:
Lorsqu'on applique un champ électrique aux bornes d'un
cristal, ce ci va se contracter et se détendre, il crée des
vibrations mécaniques et émet un faisceau ultrasonore
synchrone.
L'effet inverse est utilisé pour commander certains
systèmes mécaniques, comme des injecteurs à commande
piézo-électrique en automobile (les premiers arrivent chez
siemens en 2004). Lorsque le déplacement est de l'ordre de quelques
nanomètres, il permet des nano-manipulations en nanotechnologie.
Fig. I.3 : Effet piézo-électrique
inverse
> Il y a deux types de
piézo-électricité
01 : piézo-électricité
naturelle : Certaines cristaux tel que le quartz, sont naturellement
piézoélectriques.
02 : piézo-électricité
artificielle : la majorité des matériaux
piézo-électriques utilisés dans la fabrication des
transducteurs sont au départ des matériaux
ferroélectrique.
| 
