Des chercheurs ont démontré qu'il est possible de piéger de façon stable des objets plus grands que la longueur d'onde du son dans un faisceau tracteur acoustique. En théorie, cela pourrait permettre de soulever un corps humain...
Les rayons tracteurs acoustiques utilisent les ondes sonores pour manipuler des objets solides ou liquides sans les toucher. Jusqu'à présent, les chercheurs qui planchent sur la lévitation acoustique estimaient qu'elle ne pouvait s'appliquer qu'à de très petits objets ou microparticules. En effet, des essais réalisés avec des objets plus grands que la longueur d'onde n'ont pas fonctionné correctement. Car la rotation du champ sonore finit par se transmettre à l'objet qui va tourner de plus en plus vite jusqu'à être éjecté.
Mais des chercheurs de l'université de Bristol (Royaume-Uni) ont trouvé une solution qui, selon eux, pourrait même permettre de faire léviter un corps humain. Le concept repose sur la création de tourbillons acoustiques à l'aide de transducteurs dont la structure prend la forme d'une tornade qui enserre un noyau silencieux. C'est en modifiant cette structure que les chercheurs sont parvenus à piéger des objets d'une taille supérieure à ce qui s'est fait jusqu'à présent.
Un vortex virtuel piège l'objet
Dans leur article scientifique paru dans Physical Review Letters, les spécialistes expliquent comment ils parviennent à contrôler la vitesse de rotation de l'objet en jouant sur la direction de torsion des tourbillons acoustiques. (Ils enchaînent des impulsions rapides où l'hélicité des tourbillons est égale mais leur sens opposé.) « Cela produit un vortex virtuel avec une dynamique angulaire orbitale qui peut être contrôlée indépendamment de la force de piégeage », écrivent-ils.
Grâce à cette technique, il est possible d'accroître la taille du noyau silencieux au cœur du vortex sonore et de pouvoir y faire léviter des objets de plus grande taille de façon stable. Ainsi, en utilisant des ondes sonores à 40 kHz audibles seulement par des chauves-souris, les chercheurs ont pu piéger une sphère en polystyrène de deux centimètres de diamètre dans leur rayon tracteur. La taille de cette boule équivaut à deux longueurs d'onde sonore et il s'agirait du plus gros objet jamais manipulé de cette manière.
Selon l'équipe de l'université de Bristol, il serait possible d'appliquer le principe pour faire léviter des objets encore plus grands et même un corps humain. Mais il s'agit là d'une assertion théorique qui ne prend pas en compte les aléas techniques d'une mise à l'échelle du système. Toutefois, les chercheurs estiment que les rayons tracteurs acoustiques ont un « énorme potentiel dans de nombreuses applications ». Ils citent comme premier exemple l'industrie, notamment pour l'assemblage sans contact de pièces fragiles.
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