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Révolution

La révolution des ultrasons est là : voilà comment leur utilisation change notre quotidien

Publié le 17 mai 2017
Connues depuis longtemps, les capacités technologiques des ultra-sons ne cessent, pourtant, d'évoluer. De la téléphonie au médical, l'exploitation de ces ondes sonores pourrait bien constituer l'avenir de la science moderne.
Jocelin Morisson est journaliste scientifique, auteur et traducteur. Depuis plus de vingt ans, il s’intéresse aux états modifiés de conscience, à la physique quantique et ses implications philosophiques, ainsi qu'aux liens entre science, culture et...
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Jocelin Morisson
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Jocelin Morisson est journaliste scientifique, auteur et traducteur. Depuis plus de vingt ans, il s’intéresse aux états modifiés de conscience, à la physique quantique et ses implications philosophiques, ainsi qu'aux liens entre science, culture et...
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Connues depuis longtemps, les capacités technologiques des ultra-sons ne cessent, pourtant, d'évoluer. De la téléphonie au médical, l'exploitation de ces ondes sonores pourrait bien constituer l'avenir de la science moderne.

Atlantico : De plus en plus de technologie utilisent, aujourd'hui, les ultrasons ; ces ondes inaudibles à l'oreille humaine, mais qui pourtant nous entourent en permanence. D'après un article du Smithsonian, celles-ci pourraient représenter l'avenir de la science et des technologies. Mais comment expliquer simplement ce qu'est exactement une ultrason ? Et pourquoi est-elle si prometteuse?

Jocelin Morisson : Les ultrasons sont des ondes sonores de fréquences trop élevées pour être audibles par l’oreille humaine, au-dessus de 20 000 Hz et jusqu’à plusieurs centaines de mégahertz. Ils ont de nombreuses utilisations dans l’industrie ou dans le domaine médical car, selon la gamme de fréquences considérée, ils peuvent entraîner des modifications physiques et chimiques des matériaux, ou bien déterminer les caractéristiques d’un milieu qu’ils traversent. A ces fréquences très élevées, les ultrasons sont l’équivalent d’un rayon laser pour les ondes lumineuses : ils sont très précis et puissants car ce sont des ondes sonores très concentrées. On les utilise depuis longtemps dans la métallurgie par exemple pour différents usages dont le perçage, l’usinage, la soudure, etc. On peut aussi les utiliser pour stériliser des liquides ou nettoyer certaines surfaces. Dans le domaine médical, on les utilise dans des domaines très techniques comme certains actes de neurochirurgie par exemple mais aussi pour traiter les calculs rénaux. Au plan diagnostic, ils sont utilisés pour faire de l’imagerie médicale, dont bien sûr les fameuses échographies. Ils ont également une utilisation pour traiter les infections de certains tissus biologiques.

Applicable à de nombreux domaines, quelles pourraient être les révolutions liées à l'utilisation de ces ondes?

On voit en effet que plusieurs innovations majeures liées aux ultrasons sont annoncées outre-Atlantique. On parle notamment de téléphones véritablement mains-libres avec des évolutions qui sont des alternatives au fait de toucher un écran. Par exemple le Microsoft Kinect peut détecter où se trouvent nos mains et recevoir des instructions de cette façon. Une entreprise développe un système basé sur les ultrasons qui peut créer efficacement des boutons invisibles dans l’air, comme dans le film Minority Report. Des sensations de contact sont recrées sur les doigts, et cette technologie peut être couplée à des systèmes de réalité virtuelle pour créer un environnement artificiel, dont on imagine les applications dans le domaine du jeu vidéo par exemple. On parle également de créer des « hologrammes acoustiques », c’est-à-dire non plus une image en 2D comme en échographie, mais une reconstruction en 3D d’un corps humain à des fins d’étude médicale ou même de soins. Les ultrasons sont alors utilisés pour déplacer des microparticules dans un milieu donné pour former une image. Une autre application plus spectaculaire encore concerne la possibilité de redonner une perception de leur environnement aux personnes aveugles sur la base de l’écholocation utilisée par certains animaux comme les chauve-souris. Le principe est le même que la vision sauf que la réflexion des rayons lumineux sur les objets qui nous entourent est remplacée par la réflexion des ultrasons. Un casque à ultrasons a ainsi été développé par des chercheurs californiens ; le cerveau peut ensuite apprendre à convertir en image mentale le signal qui revient. A terme, cette technologie pourrait équiper des lunettes spéciales par exemple. Le Smithsonian évoque également une technologie qui permet de mettre de petits objets en lévitation et les déplacer dans l’espace. Aujourd’hui on peut appliquer cela à un objet de la taille d’un lit, nous disent les chercheurs de l’université de Bristol. Des applications médicales sont possibles, comme le fait de contrôler le déplacement d’un médicament dans le corps. Enfin, on parle également d’ultrasons comme outil d’exploration, par exemple pour sonder les sols aussi bien sur terre que… sur Mars.

Alors que beaucoup parlent de nanotechnologies, et de miniaturisations électroniques, pourquoi les ultrasons se différencient-elles du lot? 

Les ultrasons ont l’avantage d’être connus depuis longtemps et d’être utilisés dans une grande variété de domaines. Il est donc normal qu’une activité de Recherche & Développement continue d’y être consacrée. En plus, on progresse également dans la façon de les produire et de les concentrer à partir de plusieurs technologies, la piézoélectricité, la magnétostriction, etc. Ils permettent de travailler à différentes échelles, dont les très petites, de façon précise et maîtrisée, ce qui explique pourquoi leur utilisation dans le cadre des technologies numériques est appréciée et présente une large gamme d’applications.
 
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