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RÉSUMÉ
Le nettoyage par ultrasons connaît son essor le plus remarquable, avec le développement industriel, dans la seconde moitié du XXe siècle. Cette évolution se poursuit avec l'émergence de la sonochimie et des nombreux travaux de recherche qu'elle recouvre, ouvrant ainsi sur la perspective de nouvelles applications des ondes ultrasonores. Cet article détaille tout d’abord les ultrasons dans leur ensemble, les effets associés à la propagation de l’onde ainsi que les champs d’application de ces ultrasons. Ensuite, la sonochimie et ses différentes applications sont passées en revue (synthèse organique, matériaux, environnement, électrochimie), ainsi que les réacteurs sonochimiques.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Christian PÉTRIER : Professeur des universités, université de Savoie (Chambéry)
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Nicolas GONDREXON : Professeur des universités, université Joseph-Fourier (Grenoble)
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Primius BOLDO : Maître de conférences, université de Savoie (Chambéry)
INTRODUCTION
Parmi les domaines industriels faisant appel à une utilisation classique des ultrasons, le nettoyage constitue sans doute l'exemple le plus connu et le plus remarquable. Du point de vue de la sonochimie, les applications des ondes ultrasonores sont rares. Même si l'usage de cette technologie dans les secteurs de la chimie fine, de la chimie de synthèse, de la chimie de spécialité ou encore de la chimie de l'environnement est connu, il demeure souvent confidentiel et relève dans la grande majorité des cas d'un savoir-faire volontairement gardé secret.
Les ultrasons, identifiés par le CNRS comme l'une des technologies du XXI e siècle, constituent une voie unique tant pour l'activation des phénomènes de transfert que comme agent d'oxydation radicalaire ou de pyrolyse.
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Réacteurs sonochimiques
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2. Sonochimie : applications
Si les opérations de découpage, de soudage et de nettoyage de surface qui sont basées sur les effets physiques des ultrasons et de la cavitation font l'objet de multiples applications industrielles, le domaine de la chimie induite par cavitation acoustique, la sonochimie, reste peu développé. Actuellement, la technique est en plein essor et trouve des applications variées dans les domaines de la chimie de synthèse organique, de la préparation de matériaux, du traitement de problèmes environnementaux et de l'électrochimie.
2.1 Synthèse organique
En chimie de synthèse organique, la sonochimie permet de résoudre simplement, avec efficacité des problèmes posés par des systèmes peu réactifs.
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Dans le domaine de la chimie hétérogène, liquide-liquide, solide-liquide, gaz-liquide, l'action des ultrasons permet :
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de faciliter la formation d'émulsions, de mélanges, de dispersions ainsi que les réactions biphasiques sans agent de transfert de phase (voir Procédés d'émulsification. Techniques et appareillage [J 2 153]) ;
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l'activation de surface de solides, notamment des métaux, en diminuant fortement la couche limite de diffusion et en éliminant les agents de passivation (oxydes, produits de réaction…).
C'est le cas de réactions organométalliques qui peuvent être réalisées en utilisant des solvants de qualité technique alors que sous agitation, ces réactions très sensibles à la présence d'humidité requièrent une atmosphère contrôlée et un séchage du solvant :
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préparations et réactions des organomagnésiens, des organolithiens, etc. ;
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des métaux alcalins, Na, Li, K peuvent être préparés...
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Sonochimie : applications
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SUSLICK (K.S.) - Ultrasound, Its Chemical, Physical and Biological effects - . VCH Publishers (1988).
-
(2) - MASON (T.J.), TIEHM (A.) - Advances in Sonochemistry - . Vol. 6 - Ultrasound in Environmental Protection, JAI Press (2001).
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(3) - LUCHE (J.L.) - Synthetic Organic Sonochemistry - . Plenum Press (1998).
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(4) - KYLLÖNEN (H.M.), PIRKONEN (P.), NYSTRÖM (M.) - Membrane filtration enhanced by ultrasound : a review - . Desalination, 181, 319-335 (2005).
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(5) - GEDANKEN (A.) - Using ultrasound for the fabrication of nanomaterials - . Ultrasonics Sonochemistry, 11, 47- 55 (2004).
-
(6) - KEILI (F.J.), SWAMY (K.M.) - Reactors for sonochemical engineering – Present Status Review in Chemical Engineering - . Freund Publishing House (1999).
-
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Power Ultrasonics http://www.powerultrasonics.com/
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Advanced Sonics Processing Systems http://www.advancedsonics.com/
Bandelin http://www.bandelin.com/
Fisa http://www.fisa.com/
Hielscher http://www.hielscher.com/
Imasonic http://www.imasonic.com/
Martin Watler Ultraschalltechnik AG http://www.walter-ultraschall.de/
Morgan Electro Ceramics http://www.morganelectroceramics.com/
Sinaptec http://www.sinaptec.fr/
Sodeva http://www.sodeva.com/
Sonic Corp. http://www.sonicmixing.com/
SONOSYS http://sonosys.com/
Telsonic http://www.telsonic.fr/
Weber Ultrasonics http://www.weber-ultrasonics.de/
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