Propagation d'ondes ultrasonores dans des suspensions macroscopiques

• Auteur / Autrice : François Peters
• Direction : Luc Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Nice

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ultrasons

Dynamique des fluides

Résumé

La propagation des ondes ultrasonores dans une suspension concentree de particules spheriques solides baignant dans un fluide est fortement affectee par la diffusion de l'onde par les particules. Dans le cadre de ce travail, le diametre des particules (300 microns) est de l'ordre de grandeur de la longueur d'onde acoustique dans le fluide. La diffusion est alors resonante et le milieu est le siege de diffusion multiple. L'etude de la propagation se concentre plus particulierement sur la mesure de la vitesse de phase et de l'attenuation de l'onde coherente. Dans une premiere partie, la methode experimentale est decrite. Il s'agit d'une methode spectrale, donnant des valeurs absolues de la vitesse de phase et de l'attenuation sur un large bande de frequence. Nous precisons la validite de cette methode par l'etude d'un milieu homogene connu : l'eau. La deuxieme partie est consacree a la propagation des ondes dans des suspensions concentrees (5% a 30%). La gamme de frequence etudiee (1mhz a 8mhz) est partagee par une zone de diffusion resonnante, caracterisee par une forte attenuation et une forte attenuation et une forte dispersion de la vitesse de phase. Les limites de la methode experimentale sont determinees. La troisieme partie introduit un modele de milieu effectif tenant compte de la diffusion multiple : le modele de waterman et truell, qui permet le calcul de la vitesse de phase et du coefficient d'attenuation de l'onde coherente. Les mesures experimentales sont en bon accord avec les previsions du modele. Enfin, une deuxieme methode d'analyse des donnees est introduite, qui est fondee sur une analyse temps-frequence utilisant le spectrogramme des signaux. Il est possible d'en deduire une vitesse de groupe, qui est coherente avec celle que l'on peut calculer a partir de la vitesse de phase precedente, excepte aux frequences ou la diffusion est resonante.