Mesure ultrasonore d’une épaisseur

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Exercices
Classe(s) : 2de | Thème(s) : Le diagnostic médical

Les ultrasons trouvent de multiples applications et pas seulement médicales.

Ainsi dans l’aéronautique, pour mesurer l’épaisseur de grands panneaux rectangulaires (de plusieurs mètres de côté) en alliage d’aluminium servant à la construction du fuselage d’un avion, le pied à coulisse n’est pas utilisable.

Pied à coulisse numérique

On emploie alors une méthode ultrasonore.

Une brève impulsion ultrasonore est émise par un émetteur plaqué sur la surface du panneau.

L’ultrason se propage dans le matériau puis revient.

Dans un alliage d’aluminium, la célérité ultrasonore est .

L’émetteur joue aussi le rôle de récepteur ; le temps t entre émission et réception de l’ultrason peut être facilement mesuré grâce à un dispositif électronique non représenté sur le schéma de principe de la technique.

Technique de mesure ultrasonore
de l’épaisseur d’un panneau métallique

1. Justifier la phrase : « … pour mesurer l’épaisseur de grands panneaux […] en alliage d’aluminium […] le pied à coulisse n’est pas utilisable. »

2. Nommer le phénomène physique à l’origine du retour de l’ultrason vers l’émetteur.

À quelle technique médicale, cette technique industrielle vous fait-elle penser ?

3. En justifiant à l’aide d’un schéma, exprimer l’épaisseur d du panneau en fonction de la célérité ultrasonore v et de la durée t.

4. Sachant que la célérité ultrasonore dans un alliage d’aluminium est , en déduire l’épaisseur du panneau si = 6,3 s.