Version HTML de base
62
Spécial “ Acoustique sous-marine ”
Acoustique
&
Techniques n° 48
b/a
= 0,94, au voisinage de la fréquence 175 kHz pour le
tube
b/a
= 0,9 et au voisinage de la fréquence 150 kHz
pour le tube
b/a
= 0,86 ; dans le cas du tube
b/a
= 0,98, elle ne se situe pas dans le domaine de fréquence
considéré. Autour de cette fréquence particulière, la
résonance n’est pas détectable, ceci s’explique par le
couplage quasi nul entre l’onde
S
0
et l’eau.
Influence du matériau constituant la coque
Le même type d’étude que précédemment a été réalisé
en choisissant différents matériaux constituant la coque.
Les caractéristiques de ces matériaux sont données dans
le tableau I. La viscosité des matériaux est supposée
négligeable.
Le tube est toujours plongé dans l’eau et la cavité est
remplie d’air. Le rayon externe a est le même pour tous les
tubes considérés. La figure 5 montre quelques exemples.
Il est aisé de constater que, plus les vitesses de propagation
des ondes de volume (
C
L
et
C
T
) dans ces matériaux sont
grandes et plus l’écart de fréquence entre les résonances
appartenant à l’onde
S
0
est grand. De plus le domaine
fréquentiel des résonances de l’onde
A
0
-
glisse vers les
hautes fréquences.
Reconnaissance d’un tube
partiellement ou entièrement
enfoui dans un sédiment
Contrairement à la lumière, les ultrasons
peuvent pénétrer dans les sédiments si
la fréquence n’est pas trop élevée. Il est
donc possible de détecter la présence
d’un corps d’un certain volume enfoui
dans un sédiment, mais est-il possible
de le reconnaître ? Dans cette partie, une
expérience conduite au laboratoire va
montrer que cela est possible.
Dans le fond d’une cuve remplie d’eau,
nous avons placé une couche épaisse de
sable très fin saturée d’eau modélisant
un sédiment (les dimensions des grains
de sable sont de l’ordre du 1/10
e
de
mm). Un tube d’acier inoxydable de rayon
a
= 3 cm, de longueur
L
= 20 cm et
de rapport des rayons
b/a
= 0,98 (le
même tube que dans la première partie)
est positionné horizontalement, son axe
parallèle à la surface du sable (Fig. 6a).
La MIIR impulsionnelle a été utilisée pour
traiter les résultats. Le tube est excité
verticalement et perpendiculairement à
son axe par un transducteur large bande
de fréquence centrale 1 MHz. Deux types
de mesures ont été réalisés, le tube étant
partiellement ou totalement enfoui.
Pour le tube semi-enfoui, le signal temporel
de la figure 6b et le spectre de résonance
de la figure 6c sont tracés.
Matériau
Vitesse longitudinale
C
L
(m/s)
Vitesse transversale
C
T
(m/s)
Masse volumique
r (kg/m
3
)
béryllium
12890
8 880
1 870
Acier inoxydable
5 790
3 100
7 900
cuivre
4 760
2 325
8 930
platine
3 260
1 730
21400
Tabl. 1 : Caractéristiques des matériaux constituant la coque des tubes
Fig. 5 : Spectres de résonance pour des tubes de différents matériaux
Diffusion acoustique par des cibles cylindriques : reconnaissance par signature spectrale