Inventions

Un tube acoustique guide la matière dans l'air grâce aux ultrasons

Des chercheurs ont mis au point un conduit sans parois qui déplace liquides, poudres et décharges électriques sans frontière solide.

Par Giovanni Sapere
2 min de lectureHuman-Edited, AI-Assisted

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Un tube acoustique guide la matière dans l'air grâce aux ultrasons
Photo: Leo Rivas / Unsplash

Une équipe de recherche dirigée par l'université d'Helsinki a présenté une invention qui transporte liquides, brouillards, poudres et décharges électriques à travers l'air libre, sans récipient solide. Alimenté par des ondes ultrasonores émises par 256 transducteurs miniatures, ce canal sans contact crée une frontière invisible qui guide la matière horizontalement dans les airs.

Comment la lévitation acoustique forme un conduit invisible

L'invention maintient la matière en écoulement en générant des ondes acoustiques à une fréquence de 40 kilohertz, comme le rapporte TechXplore. Le son est émis par 256 petits haut-parleurs disposés à l'intérieur d'un cylindre situé à environ 5 centimètres du flux. Au lieu d'utiliser un tuyau solide, le dispositif façonne les ondes sonores en champs acoustiques de type Bessel courbes et allongés, qui piègent la matière et l'empêchent de se disperser.

« De toutes les installations expérimentales que j'ai vues, je dirais que c'est ce qui ressemble le plus à de la magie. »

— Ari Salmi, professeur d'électronique à l'université d'Helsinki

« En modifiant la façon dont les haut-parleurs sont contrôlés, nous pouvons redessiner et orienter le tube selon les besoins. »

— Dmitry Nikolaev, chercheur postdoctoral à l'université d'Helsinki

Les origines et un développement collaboratif

Le concept est né quatre ans plus tôt lors d'une promenade en soirée de l'inventeur Ari Salmi, professeur d'électronique à l'université d'Helsinki, selon TechXplore. Alors qu'il développait auparavant des dispositifs à ultrasons pour nettoyer l'intérieur des tuyaux, Salmi a envisagé les avantages d'un conduit totalement dépourvu de surfaces physiques où la saleté pourrait adhérer. Donner vie au concept a nécessité une phase itérative d'essais et d'erreurs menée en partenariat avec des chercheurs de l'université publique de Navarre et de l'université du Michigan.

Caractéristiques du prototype et applications potentielles

Le prototype expérimental actuel mesure 8 centimètres de long, soit moins que le diamètre extérieur du cylindre lui-même, comme le détaille TechXplore. Faire fonctionner cette section de 8 centimètres nécessite 50 watts de puissance électrique, une demande énergétique comparable à celle d'une ampoule à incandescence. Le chercheur postdoctoral Dmitry Nikolaev a noté que, si la forte intensité acoustique au cœur du dispositif est imperceptible pour l'humain, la fréquence sonore peut être perçue par les chiens.

Un transport de matière adaptable et ce qu'il faut surveiller

Parce que tout contact physique est éliminé, cette innovation offre une utilité pratique pour transporter des matières corrosives, collantes ou sensibles à la contamination qui encrassent ou érodent habituellement la plomberie classique, comme le rapporte TechXplore. Les opérateurs peuvent ajuster le réseau de haut-parleurs pour modifier à la demande la trajectoire du tube ou distribuer le liquide en gouttelettes individuelles. Avec un potentiel de protection future par brevet, les développements en cours devraient se concentrer sur l'extension modulaire : connecter plusieurs unités de 8 centimètres en série pourrait permettre aux chercheurs de construire des pipelines acoustiques plus longs, de longueur arbitraire, pour la robotique avancée et les applications spatiales.

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