Les ultrasons en procédés polyphasiques: transfert Gaz-Liquide ...

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Les ultrasons
une lame vibrante qui, sous l’action de la pression, va se mettre à vibrer et produire
une onde ultrasonore. Dans le cas de la sirène, un rotor entrainé par un moteur va
faire circuler de l’air dans une cavité avec un stator, ce qui va générer un ultrason, de
l’autre côté du stator circule le fluide à soniquer. Ces convertisseurs permettent de
travailler en continu (obligatoire pour les sifflets). Le faible coût d’investissement, leur
rendement énergétique, leur facilité d’entretien et d’utilisation font que les sifflets ont
été très utilisés en industrie agroalimentaire.
Les convertisseurs piézo-électriques
Des céramiques polarisées (par ex : plomb-titanate-zirconate, titanate de
baryum) sont placées dans un champ électrique alternatif. Le champ électrique a pour
effet une déformation de la céramique qui crée ainsi l’onde acoustique. Les avantages
de ces convertisseurs sont nombreux. Ils sont petits, peu chers, légers et d’une grande
gamme de formes ; d’autre part ils offrent une meilleure conversion électroacoustique
que les magnétostrictifs. Par contre deux phénomènes peuvent altérer les propriétés
piézoélectriques de la céramique : l’échauffement (la température du transducteur ne
doit pas dépasser 150-200 °C) et le vieillissement [Keil et Swamy, 1999]. Ce sont les
plus utilisés.
Les convertisseurs magnétostrictifs
Ce sont des alliages possédant des propriétés magnétiques du type fer-chrome-
vanadium ou fer-nickel. Soumis à un champ magnétique, ces alliages se compriment
et lorsque le champ est coupé, ils se dilatent. C’est ce qui crée la vibration mécanique
à l’origine de l’onde acoustique. Ce champ magnétique alternatif est créé par un
courant alternatif qui traverse un bobinage entourant l’alliage magnétostrictif. Ce type
de convertisseur résiste mieux à des températures élevées, ils peuvent générer de
très fortes puissances (jusqu’à quelques dizaines de kW), et sont capables de
fonctionner en continu. Mais leur principal avantage est de ne nécessiter aucune
maintenance. Ils sont donc plus robustes que les piézoélectriques mais ont une
conversion électroacoustique plus faible [Keil et Swamy, 1999].