lévitation

Des progrès impressionnants sur la lévitation acoustique

Ce n'est pas la première fois que j'en parle et les études en labo sur la lévitation, qu'elles soient de nature magnétique, électrique ou acoustique, ne datent pas d'hier mais bien de plusieurs dizaines d'années déjà. J'en ai même parlé à l'occasion d'études archéologiques, puisque plusieurs chercheurs soupçonnent depuis longtemps que les anciens, il y a des milliers d'années, en connaissaient plus que nous question acoustique - la lévitation des pierres pour expliquer leur positionnement au millimètre dans des hauts endroits difficiles d'accès, notamment en Amérique latine. J'ai même parlé d'acoustique, non pas au niveau lévitation (mais pourquoi pas ?) mais au niveau détection, pour le phénomène OVNI...

La recherche est un peu en ébullition depuis quelques semaines au vu de ce que les chercheurs japonais ont pu réaliser très récemment, et qui est résumé dans ce papier 1312.4006.pdf mais surtout visible dans cette étonnante vidéo :

Mais les explications ne sont pas évidentes si on n'est pas spécialiste du son, des ondes. Tout d'abord, le son, c'est une propagation d'ondes comprimées, ayant subi une surpression dans un milieu comme l'air (ou l'eau d'ailleurs). Si vous tapez d'un coup sec à l'aide d'un marteau par exemple un objet (pour un bruit court), les molécules d'air au contact de l'objet en question (clou par exemple) sont comprimées, comprimées. Cette compression est transmise par vibrations à la couche de molécules suivante, et ainsi de suite, de proche en proche, cette onde sonore se propage au loin (à 1200 km/heure dans l'air, plus lentement dans l'eau). Pour un bruit long, on a une succession de compressions-décompressions qui se propagent, un peu comme ce schéma :

Il s'agit donc de zones possédant des pressions variables, ce qu'on nomme les pressions acoustiques. Mais les différences entre basses et hautes pressions acoustiques n'ont rien à voir avec la pression atmosphérique, elles sont 10 millions de fois plus faibles. Mais c'est bien ce qui fait vibrer les micros, les instruments de musiques et surtout nos tympans d'oreilles. Et c'est bien cette assez faible pression qui est aussi à l'origine de cette lévitation acoustique que vous voyez dans cette vidéo, tout simplement parce qu'elle s'oppose à la force de gravité et que l'onde sonore est une onde stationnaire dans cet appareillage. En empêchant la propagation des zones de compressions-décompressions, qui restent donc au même endroit, les molécules d'air sont alors comprimées et décomprimées au même endroit et par la même partie de l'onde, un peu comme cela est démontré dans ce lien.

Donc, comme cela est montré dans la vidéo, on peut utiliser deux ondes de même longueur d'onde et en opposition pour piéger des objets aux endroits où la pression est modifiée :

Ce système  existe depuis 2012 pour une exploitation pharmaceutique envisagée, mais la nouveauté ici est la possibilité de pouvoir déplacer et orienter l'onde stationnaire grâce à plusieurs enceintes synchronisées, que l'on peut en plus utiliser pour relayer les ondes d'une enceinte à l'autre en jouant sur l'intensité des ondes acoustiques émises. Les utilisations de ce type de modèle sont déjà multiples et en développement, de la pharmaceutique pour les réactions chimiques sans contact avec aucun récipient ou autre support ou pour une manipulation de matières sensibles que le seul contact avec un autre objet peut endommager ou rayer (électronique ou optique de haute précision par exemple). Et l'un des avantages de la lévitation acoustique sur la lévitation magnétique, c’est qu’elle peut également mettre des objets non métalliques en lévitation, comme des plastiques, des matières hybrides ou composites ou mêmes des objets biologiques et chimiques.

Ces nouvelles possibilités revêtent bien sûr de plus en plus d'importance en matière de robotique et même cybernétique bien sûr, des nouvelles nanotechnologies aux implications futures sur la microgravité, financés entre autres par la NASA dès 1987 comme ci-dessous, afin de pouvoir manipuler des objets flottant dans l’espace à volonté et pouvoir réaliser des expériences sans contact avec des parois, récipients ou supports... :

On note aussi que ces nouvelles possibilités pourraient aider aux recherches sur la physiques des mousses (celles utilisées pour nettoyer certaines machines sous forme de détergeant ou pour lutter contre les marées noires), que nous ne comprenons pas encore vraiment à cause du simple obstacle constitué par la gravité...

L'intensité des ondes stationnaires est bien sûr limité à la puissance des enceintes et ce modèles ne concerne que des petites pièces proches de l'électronique par exemple, mais on ne peut s'empêcher de penser à ce que sera la recherche dans quelques dizaines (voir centaines) d'années et si l'homme ne sera pas bien un jour capable de faire léviter des dizaines de tonnes de pierre grâce à des ondes acoustiques, pour construire des bâtiments... rejoignant certaines légendes entrevues dans le passé...

Sources : http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/actu/d/physique-levitation-acoustique-bien-plus-physique-amusante-51378/

http://www.acs.psu.edu/drussell/

https://www.youtube.com/user/UDGnews

Yves Herbo, Sciences, Faits, Histoires, 08-01-2015