L'échographie peut faire beaucoup plus que créer des images de bébés à naître. Depuis qu'il est devenu un outil médical presque indispensable dans les années 1930, la technologie qui produit des ondes sonores si aiguës que les humains ne peuvent pas les entendre a trouvé une utilisation dans presque tous les secteurs de l'industrie. Les vibrations qu'il crée peuvent tuer les bactéries, souder les plastiques et même aider à faire vieillir les eaux-de-vie en quelques jours plutôt qu'en quelques années.
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Aujourd'hui, les ultrasons font leur chemin dans encore plus d'applications, alimentant des inventions susceptibles de modifier radicalement leur domaine. Voici quelques-uns d'entre eux:
1. Téléphones vraiment mains libres
Nous sommes à la veille d'une véritable alternative sans contact à la technologie à écran tactile. Des appareils tels que Microsoft Kinect peuvent détecter où vous en êtes et utiliser ces informations comme instructions. Mais placer vos mains exactement au bon endroit pour donner les instructions que vous voulez est toujours assez délicat pour empêcher ce type de système de contrôle basé sur les gestes d'être utilisé plus largement.
Une entreprise utilise des ultrasons pour créer efficacement des boutons invisibles que vous pouvez sentir. Un ensemble d'émetteurs à ultrasons produit et façonne les ondes sonores afin de créer de petites zones de sensations de force sur la peau à un endroit spécifique. Ainsi, au lieu de bouger la main et d’espérer qu’elle est au bon endroit, vous savez instantanément quand vous avez activé la reconnaissance des gestes.
Cela pourrait potentiellement rendre les appareils de tous les jours, tels que les smartphones, complètement étanches, sans contact et conscients de l'environnement. La technologie peut également être combinée avec des systèmes de réalité virtuelle pour vous permettre de ressentir votre environnement généré artificiellement, ce qui apporterait une nouvelle dimension aux jeux vidéo et au divertissement.
Il y a des rumeurs selon lesquelles la prochaine génération de smartphones utilisera la reconnaissance d'empreintes digitales par ultrasons, vous n'avez donc même pas besoin de toucher votre téléphone pour le déverrouiller. Ces téléphones pourraient même intégrer des ultrasons pour le chargement sans fil, où l’énergie des ultrasons pourrait être convertie en énergie électrique dans le téléphone. Cette énergie serait projetée à partir d'une unité d'émission stockée, par exemple, sur le mur de votre maison.
2. Hologrammes acoustiques
Les ultrasons ont longtemps été utilisés pour créer des images bidimensionnelles du corps que les médecins pourraient étudier. L'hologramme acoustique à ultrasons est un développement très récent qui devrait occuper une place prépondérante dans le secteur de la santé.
Dans cette technique, les ultrasons sont utilisés pour déplacer des microparticules dans un milieu particulier afin de former une image souhaitée. Par exemple, le fait de projeter des ondes sonores à travers une plaque à motif spécialement conçue dans de l’eau contenant des particules de plastique les contraint à un alignement particulier. Les chercheurs pensent que ce type d'holographie acoustique pourrait être utilisé pour améliorer l'imagerie médicale mais aussi pour mieux cibler les traitements par ultrasons.
3. Lunettes pour aveugles
Une autre application médicale potentielle de l'échographie consiste à permettre aux personnes aveugles de «voir» de la même manière que les chauves-souris utilisent le principe de l'écholocation. Plutôt que de détecter les ondes lumineuses réfléchies pour voir des objets, les chauves-souris envoient des ultrasons et utilisent le son réfléchi pour déterminer où se trouvent les objets. Ces échos peuvent fournir des informations sur la taille et l'emplacement de cet objet.
Des chercheurs californiens ont créé un casque à ultrasons qui envoie des ondes ultrasonores similaires. Il convertit ensuite les signaux réfléchis en sons audibles que le cerveau humain peut apprendre à traiter pour les transformer en une image mentale détaillée de l'environnement. Avec le temps, cette technologie pourrait devenir plus pratique et plus portable, peut-être même un jour intégrée à des lunettes spécialement conçues.
4. Rayons de tracteur
Avec assez de puissance, il est possible de léviter par ultrasons des objets simplement avec des ondes sonores et de les déplacer dans différentes directions, comme un rayon de tracteur de science-fiction. Des chercheurs de l'Université de Bristol ont montré qu'en contrôlant et en focalisant les ondes sonores provenant d'un ensemble de sources à ultrasons, on pouvait créer une force suffisante pour soulever un objet de la taille d'une perle.
Soulever des objets plus volumineux, tels que des humains, nécessiterait des niveaux de puissance très élevés, et on ne comprend pas vraiment à quel point les forces acoustiques seraient dommageables pour une personne. Mais cette technologie pourrait révolutionner de nombreuses applications médicales. Par exemple, il pourrait être utilisé pour déplacer des médicaments dans le corps afin de les amener à leurs cellules cibles.
5. scanners martiens
La technologie des ultrasons est déjà à l’étude en tant qu’outil d’exploration. À haute puissance, les vibrations ultrasoniques peuvent être utilisées pour compacter efficacement un matériau, comme une sorte de foret qui se fraye un chemin. Cela a été proposé pour une utilisation dans la recherche de gisements souterrains de pétrole et de gaz. L'écholocalisation par ultrasons peut également être utilisée comme type de capteur pour aider les drones aériens à éviter les obstacles afin de les envoyer dans des endroits dangereux et difficiles d'accès.
Mais l'exploration ne se limite pas à la planète Terre. Si les humains doivent visiter Mars, nous aurons besoin de nouvelles méthodes d'analyse de l'environnement martien. En raison de la faible gravité sur Mars, les perceuses conventionnelles ne pourraient pas appuyer avec autant de force, aussi les chercheurs étudient-ils de quelle manière les appareils à ultrasons pourraient être utilisés pour collecter des échantillons.
Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation.
Andrew Feeney, chercheur universitaire en ultrasons, Université de Warwick
