Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
NOTE DE L'ÉDITEUR
Cet article est la mise à jour de l'article "Microscopie acoustique" rédigé en 1998 par Jacques ATTAL.
RÉSUMÉ
La microscopie acoustique regroupe plusieurs modalités d’imagerie acoustique qui poursuivent le même but : offrir une résolution comparable à la microscopie optique tout en permettant l’inspection au voisinage de la surface ou jusqu’à une profondeur, fonction de l’atténuation des ultrasons. Les principes physiques et plusieurs systèmes de focalisation sont exposés. Les applications illustrées appartiennent aux domaines du contrôle non destructif et de la caractérisation ultrasonore locale des matériaux.
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Acoustic microscopy includes several acoustic-imaging modalities, which pursue the same goal: to provide comparable resolution to optical microscopy while allowing inspection in the vicinity of the surface or to a depth depending from the attenuation of ultrasound. Physical principles and several focusing systems are outlined. Illustrated practical applications belong to non-destructive testing and local ultrasonic characterization of materials.
Auteur(s)
-
Thomas MONNIER : Maître de conférences à l’université de Lyon - Laboratoire acoustique et vibrations de l’Institut national des sciences appliquées de Lyon (INSA de Lyon)
INTRODUCTION
Aboutissement d’une synthèse de plusieurs disciplines de la physique et de l’ingénierie, le microscope acoustique a maintenant plus d’une trentaine d’années d’existence. Dans le domaine des essais non destructifs, il a prouvé son efficacité pour l’inspection interne de matériaux opaques, intégrés dans des structures de plus en plus complexes. Beaucoup d’instruments de ce type opèrent en routine sur sites industriels particulièrement pour le contrôle qualité dans la production de circuits électroniques.
En parallèle, on continue dans les laboratoires universitaires à améliorer les performances et à élargir le champ des applications. Les recherches concernant la caractérisation par microscopie acoustique n’ont pas cessé de progresser, motivées en premier lieu par la science des matériaux et par l’imagerie quantitative en médecine.
Il existe énormément de produits ou de procédés industriels qui utilisent une ou plusieurs couches minces déposées sur un substrat. La caractérisation de ces revêtements : leur épaisseur, leur adhésion, leurs propriétés viscoélastiques et leur évolution, est un challenge important.
Enfin, la progression des techniques de champ proche n’a pas épargné l’acoustique qui, paradoxalement, en était une au départ (acoustique aérienne, acoustique musicale). En cela, l’essor des microtechniques a fortement aidé à développer de nouveaux concepts d’instruments, en permettant une approche acoustique différente mais complémentaire des techniques de microscopie classique.
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MOTS-CLÉS
matériaux Résolution microscopie atténuation des ultrasons contrôle non destructif Caractérisation locale ultrasonore
KEYWORDS
materials | resolution | microscopy | attenuation of ultrasound | non-destructive testing | Local ultrasonic characterization
VERSIONS
- Version archivée 1 de mars 1998 par Jacques ATTAL
DOI (Digital Object Identifier)
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Avantages des ultrasons pour l’imagerie
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6. Perspectives d’avenir
Plusieurs centaines d’instruments commerciaux sont utilisés avec succès à l’échelle internationale, pour la plupart dans le domaine du contrôle qualité. On peut néanmoins constater qu’ils sont le plus souvent dédiés à une seule application. Identifier de manière univoque l’origine des phénomènes observés est une tâche complexe, ce qui explique que la microscopie acoustique est plus exploitée pour le suivi de l’endommagement par imagerie que pour la caractérisation quantitative.
Aujourd’hui le travail des acousticiens consiste à concevoir des instruments toujours plus flexibles et performants, pour répondre aux sollicitations du monde industriel lequel souhaite légitimement bénéficier des derniers progrès en termes de résolution et demande des tolérances de fabrication de plus en plus faibles (en réponse aux normes européennes notamment).
Pour les milieux fortement absorbants où la résolution et la pénétration sont demandées d’une part et dans le domaine submicronique pratiquement inaccessible en champ lointain d’autre part, la microscopie en champ proche, bien qu’encore peu utilisée, est une alternative prometteuse.
Une perspective relativement simple à mettre œuvre concerne l’idée peu répandue à ce jour d’exploiter de manière plus systématique l’information contenue dans la phase des signaux acoustiques. Celle-ci montrant une extrême sensibilité aux conditions aux limites, elle est donc toute indiquée pour apporter des informations complémentaires dans une quantité de problèmes habituellement adressés par la microscopie. Pour cela, une adaptation des systèmes commercialement disponibles est nécessaire. Néanmoins, en plus des aspects techniques, il reste cependant à faire évoluer les mentalités des utilisateurs trop habitués à n’exploiter que le modules des signatures V (z) où à travailler sur des images d’amplitude.
Les méthodes impulsionnelles, qui exploitent naturellement l’information de phase, demandent quelques développements spécifiques (notamment en ce qui concerne l’utilisation de capteurs large bande) qui n’ont pas encore franchi la porte des laboratoires de recherche. Elles offrent de surcroît un gain de temps précieux pour qui veut caractériser un milieu à différentes fréquences en n’effectuant qu’un seul balayage vertical.
Dans cette même perspective de gain de temps...
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Perspectives d’avenir
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - VIKTOROV (I.A.) - Rayleigh and Lamb Waves - Plenum, New York, pp. 1-6 (1967).
-
(2) - ROYER (D.), CLORENNEC (D.) - An improved approximation for the Rayleigh wave equation - Ultrasonics, 46, pp. 23-24 (2007).
-
(3) - WEGLEIN (R.D.) - A model for predicting acoustic material signatures - Appl. Phys. Lett., 34, pp. 179-181 (1979).
-
(4) - GUO (Z.Q.) et al - Modeling and acoustic microscopy measurements for evaluation of the adhesion between a film and a substrate - Thin Solid Films, 394, pp. 189-201 (2001).
-
(5) - NGWA (W.) et al - Characterization of polymer thin films by phase-sensitive acoustic microscopy and atomic force microscopy : a comparative review - Journal of microscopy, 218, pp. 208-218 (2005).
-
(6) - DA FONSECA (R.J.M), SAUREL (J.M), DESPAUX (G.) - Elastic...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
1.1 Organismes – Associations – Fédérations
Université de Montpellier II. Laboratoire d’Analyse des Interfaces et de nanophysique.
Institut supérieur de l'électronique et du numérique (ISEN) – Université Lille I – Sciences et technologies – Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis
Laboratoire d’Imagerie Paramétrique. Université Pierre et Marie Curie – Paris 6
Centre national de la recherche scientifique. Département des Sciences pour l’Ingénieur (SPI)
Ministère de la recherche scientifique et technique (DSPT 4, Sciences pour l’Ingénieur)
HAUT DE PAGE1.2 Constructeurs – Fournisseurs – Distributions
Acoustique Métrologie
Biosonic :
Hitachi :
Honda Electronics :
Kämer Scientific Instrument GmbH (représentant : Systems and Technology International) :
Kibero GmbH (Saarbrücken) :
Krautkramer :
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