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Lévitation acoustique : un pas de plus

Faire flotter dans l’air de petites quantités de liquide ou de solide, c’est déjà possible grâce à la lévitation acoustique. Mais comment maintenir en suspension des objets plus lourds ? Une équipe britannique relève le défi.

Jusqu’à présent, les scientifiques pensaient que la limite fixée à la taille de l'objet était la longueur d’onde utilisée pour la lévitation. Au-delà, l'objet est soumis en partie à la rotation du champ acoustique, jusqu'à être éjecté. Le nouveau procédé mis au point par les chercheurs de l'université de Bristol repose sur le piégeage et la stabilisation de l'objet par deux vortex de sens contraires.© A. Marzo et al., Physical Review Letters

Le principe de la lévitation acoustique est simple : une pression produite par des ondes sonores puissantes crée un vortex qui fait tourner les objets solides ou liquides dans l’air. Mais cette technique présente un inconvénient : instable, le tourbillon éjecte les objets plus lourds vers l’extérieur.

Pour résoudre ce problème, une équipe britannique de l’université de Bristol a mis au point un appareil beaucoup plus performant. L'expérience est rapportée dans la revue Physical Review Letters du 22 janvier 2018. 

Le dispositif mis au point par l'équipe britannique permet de faire léviter des objets d'une taille inédite. © A. Marzo, M. Caleap et Bruce W. Drinkwater, université de Bristol

Le dispositif génère des ondes sonores au moyen d’une série de petits haut-parleurs. Ces ultrasons, d’une fréquence de 40 kHz, seulement audibles par les chauves-souris, créent deux vortex de sens contraires. Ceux-ci se compensent donc, comme le feraient deux courants contraires, ce qui stabilise dans l’air des objets plus grands, comme une bille de polystyrène de deux centimètres de diamètre. Certes, cette bille peut paraître de taille modeste, mais elle est quand même le plus gros objet piégé de cette façon-là.     

Les chercheurs britanniques se prennent à rêver : pourquoi pas, un jour, faire léviter des êtres humains ? En attendant, ils se fixent des objectifs plus pragmatiques, comme la manipulation d’objets fragiles ou dangereux tels que des médicaments ou des instruments micro-chirurgicaux dans le corps humain. 

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