Conception et modélisation d'un capteur acoustique

2.2.2 Paramqtres de l'onde ultrasonore

Cette section présente les différents paramètres nécessaires à la caractérisation de l'onde ultrasonore.

1.2.2.1 Longueur d'onde et vitesse de propagation

L'onde ultrasonore en déplacement dans un milieu donné se caractérise par sa fréquence « f » et sa longueur d'onde « ë ». Ces deux caractéristiques permettent de déterminer la vitesse de propagation des ultrasons v_a dans le milieu [65]:

v_a=ë f (2.1)

La vitesse de propagation des ultrasons dans la matière dépend essentiellement des caractéristiques du milieu (élasticité, densité). À titre d'exemple, quelques vitesses de propagation des ultrasons dans différents milieux sont répertoriées dans le tableau 2.2.

Milieu	va (m/s)
Acier	5900
Aluminium	6320
Os	3500
Caoutchouc	2300
Eau	1480
Air	334

Tab. 2.2 - Vitesse de propagation des ultrasons dans les différents milieux [65,67]

1.2.2.2 Impédance acoustique

Le comportement du milieu vis-à-vis des ultrasons est exprimé par une constante appelée impédance acoustique⁵ Z_a. Elle est définie comme le produit de la masse volumique et de la vitesse du son du milieu et donnée par la relation suivante [67]:

Z_a=ñ v_a (2.2)

1.2.2.3 Pression et intensité acoustiques

La pression acoustique varie selon la fréquence de l'onde ultrasonore. L'énergie délivrée dans le milieu dépend de ces variations de pression qui soumettent les particules du milieu à des mouvements vibratoires.

On définit l'intensité acoustique comme le flux d'énergie acoustique traversant une unité de surface perpendiculaire à la direction de propagation de l'onde par unité de temps. Elle est reliée à la pression acoustique par la formule suivante [43] :

Ia=	???? 2 (2.3) 2 ñva

où P_a et I_a sont respectivement la pression et l'intensité acoustique.