Utiliser la force des ultrasons pour permettre la lévitation et la manipulation d’objets très légers, c’est l’expérimentation réussie par une équipe de jeunes chercheurs japonais.

[Laval Virtual] Les ondes acoustiques comme moyen de lévitation d’objets en trois dimensions

Manipuler des objets par lévitation a toujours cultivé l’imaginaire collectif. Aujourd’hui, la lévitation d’objets n’est pas une innovation en soi puisqu’il est possible de suspendre des objets grâce aux ondes ultrasons et de les déplacer de manière linéaire. Or, une équipe de trois chercheurs japonais dont Yoichi Ochiai, 26 ans, étudiant à l’Université de Tokyo est allée plus loin. Ils ont réussi à faire voler de fines particules en trois dimensions permettant ainsi de contrôler les objets vers n’importe quelle direction grâce au contrôle des ondes.

Le principe de lévitation acoustique

Les chercheurs ont mis en place un système utilisant les ondes acoustiques comme vecteur de mouvement. Ils ont créé une boîte composée de quatre antennes réseau à commande de phase, c’est-à-dire des antennes dont la direction des ondes émises peut être contrôlée. Les ondes ultrasons vont alors converger en un point commun et générer des axes acoustiques. L’utilisation de particules fines, ici des petites sphères de polystyrène, était nécessaire car l’objet devait être dotée d’une densité faible. Les particules de polystyrène vont donc être "piégées" à l’intersection des axes acoustiques, c’est pourquoi elles restent suspendues en l’air. Le contrôle des ondes permet de manipuler le polystyrène vers n’importe quelle direction.

Un système prometteur

Le dispositif utilise des transducteurs à une fréquence de 40 kHz (ndlr : la capacité auditive de l’Homme est fixée à 20 kHz) mais les chercheurs ont pour objectif d’abaisser cette fréquence à 25 kHz afin de développer un dispositif plus performant et qui consommerait moins d’énergie. Ils souhaitent également faire voler des objets plus larges. Dans les cinq ans à venir, ils espèrent séduire l’industrie pharmaceutique pour permettre la manipulation de produits toxiques à distance. L’environnement spatial serait aussi propice à la lévitation et manipulation d’objets. “Je rêve de pouvoir conquérir l’industrie spatiale”, espère Yoichi Ochiai.

Les images et vidéos de l’expérimentation sont disponibles sur le site de Yoichi Ochiai : http://96ochiai.ws/3DOFacoustic

Rédigé par Eliane HONG
Journaliste