Technique

Application notes

Variation de l'intensité d'une onde ultrasonore lors de la traversée d'une paroi

Au contact d'une interface, l'onde ultrasonore incidente est divisée en deux. Une partie de l'onde est réfléchie et une autre est réfractée. L'intensité de ces deux ondes peut être calculée si l'on connait:

  • l'impédance acoustique des 2 milieux
  • l'angle d'incidence de l'onde

Ces formules considèrent une interface plane de dimensions infines. Ceci n'est évidemment jamais la cas en pratique. Néanmoins, ces 3 relations s'avèrent très utiles car elles permettent de définir le matéraux de la paroi et de positionner correctement le transducteur. De plus:

  • elles fournissent une indication sur l'angle d'attaque maximum avant réflexion totale;
  • donnent une information quantitative de l'énergie réfléchie et réfractée.
Zn est l'impédance acoustique du milieu n (produit de la vitesse du son par la masse volumique).

R est le rapport entre l'onde réflexie et incidente.

D est le rapport entre l'onde réfractée et l'onde incidente

En partant de ces équations il est possible de déterminer la valeur maximum de l'angle d'incidence (valeur pour laquelle l'angle de l'onde réfractée est de 90 degrés). Ainsi, à titre d'exemple, on obtient les résultats suivant en considérant le milieu 1 comme étant de l'eau:

  • 14 degrés pour de l'aluminium
  • 15 degrés pour de l'acier
  • 33 degrés pour du plexiglas
On constate également toute l'importance que revêt le choix de l'angle en ce qui concerne l'énergie qui pénètre dans la paroi. Les deux exemples ci-dessous illustrent fort bien ce dernier point.