Avantages des ultrasons pour l’imagerie
Microscopie acoustique

Optique, électronique et maintenant acoustique sont les trois domaines exploités par la microscopie. L’utilisation des ultrasons en microscopie remonte aux années soixante-dix, suite notamment aux travaux des équipes de recherche de l’université de Stanford (Californie) où des transducteurs fonctionnant dans des gammes de fréquences de plusieurs centaines de mégahertz ont vu le jour dès le début des années soixante. La mise sur le marché des premiers instruments s’est faite, elle, vers la fin des années quatre-vingt. Plusieurs constructeurs sont aujourd’hui présents de par le monde (voir la fiche documentaire en fin d’article). Le microscope acoustique, par la nature des ondes utilisées, présente les avantages habituels des ultrasons : rayonnements non ionisants et de faible intensité (quelques milliwatts à quelques centaines de milliwatts), donc sans danger pour les applications biomédicales, et non destructif lorsqu’il s’agit d’observer les solides au voisinage de leur surface ou en profondeur (observations ne nécessitant pas d’attaque chimique). La résolution de cet instrument, qui conditionne le grandissement maximum, est comparable à celle des meilleurs appareils optiques. De nos jours, des prototypes de laboratoire sont ainsi capables, en utilisant l’hélium superfluide comme liquide de couplage, d’atteindre des résolutions de quelques dizaines de nanomètres par l’emploi de fréquences de quelques dizaines de gigahertz.

En outre, l’opacité acoustique diffère de celle de l’optique, ce qui permet d’extraire des informations complémentaires par l’usage de ces deux types de modalités sur un même échantillon. Par exemple, le contraste donné par le verre et le plexiglas, aussi transparents l’un que l’autre aux ondes lumineuses, est très faible en optique mais plus important en acoustique car le verre est beaucoup plus réfléchissant aux ultrasons que le plexiglas. En revanche, l’aluminium présente par rapport au verre des caractéristiques acoustiques similaires, et des caractéristiques optiques très nettement différenciées.

Enfin, si la microscopie acoustique apporte une image acoustique de la microstructure, elle permet aussi de mesurer de manière quantitative les propriétés locales d’élasticité et de viscosité d’une vaste gamme de matériaux, et d’étudier la dynamique des processus physico-chimiques qui s’y déroulent. La technique a gagné ses lettres de noblesse en permettant...