Applications des technologies du son Écran sonar 
L'énergie du son au service de la production industrielle
Vol. 1, no 2 Avril 08
 

    Dans ce numéro

 

Musilab, 960 rue St-Georges, Drummondville, Qc, J2C 6A2, Bur. 1104, tél: 819 478-4671 poste 256


SUBVENTIONS GOUVERNEMENTALES À LA R&D ET CRÉDITS D'IMPÔTS ?

Information lors d'une session de sensibilation gratuite par notre représentant


DOSSIER

Cyanobactéries, ultrasons et Belgique (suite)

  APPLICATIONS INDUSTRIELLES    
 
Le Mot du DG : Les ultrasons dans l'industrie de la fabrication: plus verts, plus économiques, plus efficaces (suite)    
 
Les ultrasons dans la production du plastique moulé: résultats d'une étude de marché menée par Musilab (suite))    
    Vérification de l'état de maturation des fromages par le son: un logiciel d'optimisation de la production (suite))    
    Des ultrasons pour un futur plus vert: un purificateur d'eau à ultrasons (suite))    
    Fer à souder ultrasonique: pour souder des matériaux non soudables (suite)    
    Le moteur piézoélectrique: une merveille d'ingéniosité(suite)    
 
EN BREF . .
 
    Des microbulles hyperpuissantes (suite)    
    Chansons et ultrasons ! (suite)    
        Ondes et sons: désignation des sons en fonction des fréquences (suite)    
                   
               
             
   
 
Les ultrasons : plus verts, plus économiques, plus efficaces
       
   

 

Ce deuxième numéro de notre bulletin Le Sonar poursuit l'exploration des technologies du son dans l'industrie de la fabrication et parmi celles-ci, figurent toujours les ultrasons. Musilab considère important de partager ses connaissances en la matière et de faire valoir que leur utilisation constitue une solution généralement plus économique, plus écologique et plus efficace que les technologies traditionnelles.

Assez peu appliqués au Québec, les ultrasons sont maintenant utilisés en Europe, aux États-Unis et dans de nombreux autres pays du monde et cela, dans plusieurs secteurs industriels: métal, plastique, agroalimentaire et même du côté de l'industrie du bois, du textile et de l'environnement. Étant moins coûteux, ils représentent un avantage concurrentiel important à une époque où plusieurs entreprises locales sont menacées par la compétition étrangère.

Pour mieux faire partager sa passion pour les ultrasons et surtout voir si les technologies sonores constituent des solutions à vos besoins, Musilab vous propose, lors d’une visite de son représentant, une courte session, personnalisée et gratuite, d’information et de sensibilisation.

 

Vous pourrez alors apprécier le rôle que pourraient jouer les technologies sonores dans votre recherche d’innovation ou de résolution de problèmes.

Accrédité par le ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport ainsi que le ministère du Développement Économique, d’Innovation et de l’Exportation, Musilab a un mandat provincial exclusif d'aide aux entreprises dans leur recours aux technologies du son. Affilié au CÉGEP de Drummondville, notre Centre dispose de ressources humaines consacrées au service aux entreprises et d'une équipe de chercheurs capables de vous guider dans votre processus de recherche et de développement. De plus, une collaboration avec Musilab peut grandement faciliter l'obtention d'une aide financière de la part des instances gouvernementales québécoises et canadiennes.

Je souhaite que ce bulletin vous donne des solutions ou de nouvelles pistes de développement. N'hésitez pas à contacter notre service à la clientèle pour obtenir l'assistance d'un de nos experts.

Marcel Boutin, directeur général de Musilab

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Les ultrasons dans la production du plastique moulé

     
   

 

Dans une étude de marché récente, Musilab s’est intéressé aux besoins de contrôle de qualité des produits formés de polymère thermo formable (polyéthylène ou du polypropylène) du secteur industriel du plastique et des matériaux composites. Composé essentiellement de poudre de polymère, celui-ci forme des pièces très résistantes au terme de son traitement. Par contre, il arrive parfois que celui-ci ne complète pas entièrement son processus de plastification. Cela se constate par des zones poreuses à l’intérieur de la masse de plastique qui n’offriront plus la résistance recherchée. Pour contrer ce défaut, les pièces sont actuellement soumises à des tests destructifs. Les pièces sont sciées pour être contrôlées, ce qui engendre des pertes. Compte tenu du processus de transformation du matériau, les contrôles demandent un diagnostic rapide afin de permettre des modifications au procédé dès le début de la production.

Nos contacts avec divers producteurs nous ont permis de constater que diverses tentatives ont été initiées pour trouver des tests non destructifs, mais sans succès. Les ultrasons ont aussi été considérés parmi les solutions possibles. Musilab constate qu’il y a des développements récents qui permettraient des solutions innovatrices, efficaces et abordables. Il souhaite donc trouver un ou des partenaires qui accepteraient de partager les risques des travaux préliminaires qui mèneraient à cette solution ultrasonore novatrice qui vise un marché industriel significatif au Québec.

 

Il y a tout de même plus de 2000 entreprises manufacturières qui œuvrent dans le plastique au Québec, dont, près de 60%, dans le moulage de produits de plastique. En tenant compte des avancées technologiques, et en les développant au besoin, Musilab cherchera donc à cerner, en fonction du matériau, des formes et des dimensions des pièces, quelles seront les avenues les plus prometteuses pour un véritable contrôle sans contact et non destructif des pièces de plastique moulées. Pour ce faire, Musilab explorera, dans une approche comparative appliquée au matériau, les technologies de la piézoélectricité sans contact et de la thermo élasticité. Au terme de la démarche et en fonction de ses choix, Musilab réalisera un prototype expérimental d'un système non destructif de détection ultrasonique des défauts des pièces de plastique moulées. Il permettra ainsi de démontrer la faisabilité d’utiliser les ultrasons dans un procédé industriel pour discriminer rapidement les défauts du plastique moulé.

Cette solution, si elle s’avère, constituera une nette avancée dans le domaine du contrôle de la qualité des produits à l’aide des ultrasons sur la chaîne de production. Elle permettra un contrôle non destructif de toutes les pièces produites, contrairement au modèle sélectif actuel. Elle apportera une réponse efficace aux besoins grandissants de qualité et d’efficacité de production que recherchent les entreprises manufacturières du Québec.

Marcel Boutin, directeur général de Musilab

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  Vérification de l'état de maturation des fromages par le son      
   

 

Des chercheurs et spécialistes de l'université de Graz en Autriche ont mis en commun leurs compétences pour développer un logiciel qui permet d'optimiser les processus de production de divers fromages en réalisant un meilleur contrôle de la qualité du produit par voie acoustique.

Alors que les maîtres fromagers ont l'habitude de se fier à leur oreille pour apprécier l'état de maturation de leur fromage, ils pourront désormais utiliser ce logiciel pour comparer leur intuition avec des données objectives.

 

 

Accompagné d'un marteau et d'un microphone, le logiciel interprète les propriétés sonores du fromage à partir de valeurs  psycho-acoustiques prédéfinis pour finalement informer l'utilisateur de son état d'avancement. L'invention a été brevetée. Elle peut outiller les fromagers pour leur faire gagner du temps et renforcer le degré de confiance dans leurs systèmes de contrôle de qualité.

Source:

BE Autriche numéro 113 (10/03/2008) - Ambassade de France en Autriche / ADIT

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  Des ultrasons pour un futur plus vert      
   

En mars 2007, le magazine Business 2.0 a publié un article intitulé "Huit technologies pour un futur vert". Au 6e rang, on trouve un "purificateur d'eau à ultrasons" (illustration). Un faisceau d'ondes ultrasoniques est utilisé dans de l'eau polluée pour faire éclater les membranes des cellules et les liens carboniques des contaminants. Tout ce qui reste, c'est de l'eau douce et limpide. Cet article a été repris sur le site web CNN Money, citant ces technologies comme d'excellentes opportunités d'affaires pour l'avenir.

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Fer à souder ultrasonique
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    Voici une petite merveille tout à fait révolutionnaire. Il s'agit d'un fer à souder ultrasonique servant à effectuer de menus travaux de soudage, de brasage ou d'assemblage. Contrairement à son ancêtre, le fer à souder conventionnel, ce nouveau fer peut aider à joindre un grand nombre de matériaux au moyen de divers liants spéciaux, sans aucun décapant. Les ultrasons font toute la différence: ils nettoient et facilitent le mouillage des surfaces à souder grâce au phénomène produit par les ultrasons et connu sous le nom de cavitation.  

Des dizaines de matériaux non soudables peuvent être unis solidement avec ce fer ultrasonique. À titre d'exemples, mentionnons le verre, le quartz, la céramique, le mica, l'aluminium, l'acier inoxidable, le chrome, le tungstène, le titane, etc. Cet appareil est fabriqué en Suisse.

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Le moteur piézoélectrique

     
   

Le piézomoteur est une merveille d’ingéniosité.

 

Voici quelques uns de ses avantages par rapport au moteur électromagnétique conventionnel :

  •  à l’arrêt, le moteur se bloque naturellement sans consommer d’énergie;
  •  le couple demeure élevé même à vitesse réduite;
  •  le niveau de bruit est très faible voire nul (les vibrations ultrasonores sont inaudibles);
  •  il est miniaturisable à l’extrême;
  •  ses mouvements sont très précis (résolution au niveau du nanomètre) et peuvent  être asservis;
  •  son temps de réponse est pratiquement instantané
  •  c’est un dispositif polyvalent pouvant être utilisé autant dans les produits de consommation fabriqués en série (ex. autofocus de caméras, vitres électriques d’automobiles, etc.) que dans les laboratoires et les procédés manufacturiers;
  •  il est insensible aux environnements hostiles.

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  Bulles de cavitation et sonochimie      
   

 

Les ultrasons à très hautes fréquences utilisés dans un milieu liquide génèrent des micro bulles qui, au moment de leur implosion, libèrent une énergie considérable altérant les propriétés du milieu ambiant : les températures produites sont aussi élevées que celles à la surface du soleil et les pressions, aussi grandes que celles du fond de l’océan.

 

Ce phénomène, appelé la cavitation ultrasonique, est mis en application dans plusieurs procédés industriels: extraction de jus, d’huile, d’essence, etc., homogénéisation et émulsion, lavage / nettoyage de pièces, traitement des eaux et des boues, etc. La sonochimie est la science qui étudie les phénomènes et les transformations physiques et chimiques qui surviennent lorsque des substances sont soumises à l’énergie acoustique des ultrasons de forte puissance.

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Des ultrasons pour mieux chanter

 

En manipulant la technologie des ultrasons, le Pr. Hans Torp a obtenu un nouveau type d'images: en plaçant un transducteur à ultrasons contre la gorge d'une personne en train de chanter, il génère des images qui révèlent la façon dont les cordes vocales et le larynx se meuvent. Dans le même temps, d'autres mesures sont effectuées: l'enregistrement de la voix dissèque les bruits présents dans la voix du chanteur et permet une représentation graphique de la manière dont les sons de celui-ci sont créés, et les tensions musculaires dans le cou, la poitrine et la région de l'estomac sont également mesurées. Cette combinaison d’informations permet aux chercheurs sur la voix de s’approcher toujours plus d’une vision globale qui leur manquait auparavant.

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Ondes et sons

Les ondes sonores sont des vibrations mécaniques. Comme les ondes électromagnétiques, on subdivise l’ensemble des ondes sonores en différentes bandes de fréquences :

 

 

Fréquences
- 20 Hz :
20 Hz à 20 KHz :
20 KHz à 10 GHz :
20 KHz à 100 KHz :
1 MHz à 15 MHz :
Au-delà de 10 GHz :

Désignations
Infrasons
Sons audibles
Ultrasons
Ultrasons – industrie
Médecine & thérapie
Hypersons

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Cyanobactéries, ultrasons et Belgique

 

 

Jan Franco de Flexidal Technics et Marcel Boutin signe une entente le 20 mars 2008

 

Daniel Caron et Koen Van Den Abeele, de l’Université de Louvain, campus de Courtrai explore un modèle mathématique de propagation des ondes ultrasonique en milieu aquatique en présence d’un ingénieur de Flexidal.

 

Le professeur Koenraad Muylaert prépare une démonstration de test fluoroscopique sous l’œil vigilant de Linda-Anne Yergeau, de Koen Van Den Abeele et de Jan Franco

 

 

Musilab travaille actuellement au développement d’un transducteur ultrasonique immergeable pour contrer la prolifération des algues bleues-vertes (cyanobactéries) des lacs et rivières. Ce projet est né d’une demande de services en provenance de la compagnie Algues No 1, nouvellement installée à Drummondville. Celle-ci entendait commercialiser un produit belge dédié au contrôle des algues dans des bassins et réservoirs. Bien vite, son propriétaire s’est rendu compte que les normes nord-américaines desservaient son produit, de même que les pratiques environnementales en vigueur au Québec. Musilab proposa de développer un nouvel appareil qui serait programmable, c’est-à-dire que son usager pourrait sélectionner la fréquence sonore la plus appropriée pour un type précis de cyanobactéries. Cette nouvelle fonction permettrait de limiter les dommages collatéraux à la faune et à la flore et rendrait plus sûr son usage dans divers environnements. Pour y arriver, Musilab devra innover en tirant de cellules piézoélectriques à fréquences fixes, de nouvelles fréquences, sans pour autant multiplier leur nombre, ce qui aurait pour effet de rendre le produit développé inabordable. L’appareil devra flotter et s’autoalimenter énergétiquement. Ce dernier aspect est non négligeable lorsqu’on sait que la puissance électrique a un rôle déterminant à jouer dans l’émission et la propagation des fréquences.

Le ministère de l’Éducation, du Loisir et du Sport et le ministère du Développement économique, de l’Innovation et de l’Exportation soutiennent financièrement ce projet. Musilab livrera son premier prototype pour essais en milieu naturel en juin prochain.


Entre temps, à l’instigation de la compagnie Algues No 1, Musilab a été approché par un fournisseur belge qui souhaitait établir un partenariat qui lui permettrait d’acquérir des droits sur ces nouvelles technologies. Il proposait de mettre à la disposition de Musilab ses produits et ses ressources humaines spécialisées. Du 18 au 22 mars 2008, l’équipe de chercheurs dans ce projet accompagnait Marcel Boutin en Belgique pour y rencontrer ce partenaire et ses partenaires à la recherche et au développement des produits. Une entente de partenariat a été signée, elle sera complétée, sous peu, d’une entente avec notre partenaire au Québec.


Lors de ces rencontres de travail, Daniel Caron, chercheur en électroacoustique et Linda-Anne Yergeau, chercheure en biologie ont établi de précieux contacts avec leur vis-à-vis, chercheurs associés à l’Université de Louvain, campus de Courtrai. Le plan de travail, les choix technologiques et les procédures d’élevage et de décompte de morbidité ont été passés en revue afin de convenir d’approches compatibles et comparables. Les travaux de chacune des équipes de recherche seront rendu réciproquement disponibles pour leur assurer qualité et crédibilité.


Pour plus d’information sur les cyanobactéries, voir le site du ministère du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs :

http://www.menv.gouv.qc.ca/eau/flrivlac/algues.htm

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Musilab au service de l'Entreprise

     
 
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Musilab est l'un des 35 centres de transfert de technologies mandatés par le Ministère de l'Éducation du Québec. Affilié au Cégep de Drummondville, Musilab offre des services d'aide technique, de diffusion d'information et de recherche appliquée aux entreprises et organismes oeuvrant dans le domaine ou susceptibles d'utiliser les technologies du son (audible et inaudible).

Dans le cadre de sa mission, Musilab vise à devenir, sur la scène québécoise, un partenaire recherché pour son expertise en matière de technologies sonores.

Si vous souhaitez nous soumettre une problématique ou solliciter une rencontre sans frais avec l'un de nos conseillers techniques, n'hésitez pas à nous contacter.

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Votre expérience compte !

Si votre entreprise utilise déjà l'une ou l'autre des technologies du son, votre témoignage est précieux. Contactez-nous pour nous en faire part. Nous serions aussi tout à fait disposés à aller vous rencontrer pour éventuellement faire connaître votre expérience.

     
             
 

 

© 2007, Musilab Inc., tous droits réservés. Musilab est une organisation sans but lucratif soutenue financièrement par le Ministère de l'Éducation, du Loisir et du Sport du Gouvernement et par le Ministère du Développement Économique, de l'Innovation et de l'Exportation du Québec