Procédé ultrasonore
Procédés d’émulsification - Techniques et appareillage

6.1 Principe et mécanisme

• Émission ultrasonore

  Les ultrasons de puissance sont des ondes sonores dont les fréquences sont comprises entre 16 kHz (limite supérieure de l’audibilité humaine) et 1 MHz. Ils sont en général émis par une surface plane vibrant de façon sinusoïdale autour de sa position d’équilibre, à la fréquence f et avec une amplitude A (de l’ordre du µm).

• Propagation de l’onde

  L’onde se propage en milieu solide, liquide ou gazeux avec une célérité c, qui dépend des propriétés physiques du milieu, et une longueur d’onde λ (λ = c/f). En milieu liquide, on suppose que l’onde est plane et longitudinale. La pression acoustique P _A ou surpression par rapport à la pression d’équilibre et l’intensité transportée par l’onde  I (puissance par unité de surface) peuvent s’écrire en fonction des caractéristiques de la source et du milieu :

  avec :

  P_A

   : 

  pression acoustique (Pa)
  

  I

   : 

  puissance par unité de surface (kg · s⁻³)
  

  Z

   : 

  impédance acoustique (kg · m⁻² · s⁻¹)
  

  A

   : 

  amplitude (m)
  

  f

   : 

  fréquence (Hz ou s⁻¹).
  

  L’impédance acoustique Z du milieu traversé a des valeurs très différentes suivant le milieu de propagation : 410 kg · m⁻² · s⁻¹ dans l’air, 1,5 × 10⁶ dans l’eau et 1,5 × 10⁷ dans le verre.

  À l’interface entre deux milieux d’impédances acoustiques très différentes, l’onde se réfléchit et conduit à une onde stationnaire de période λ/2. À la traversée...