Caractérisation d'un processus de régulation de la cavitation acoustique
Résumé
La cavitation acoustique est un phénomène stochastique, un niveau d'insonification fixé ne donnant pas lieu à une activité de cavitation reproductible ni régulière. Lors d'une insonification, des collapses inertiels de bulles peuvent apparaitre de manière intermittente, se traduisant par un bruit de fond sur les spectres du signal de réception, qui est un bon indicateur de la cavitation inertielle. Basé sur cet indicateur une méthode de contrôle dynamique du niveau de cavitation dans un milieu placé dans un champ ultrasonore stationnaire est proposée. Cette méthode consiste à maintenir un indice de cavitation CI, image de l'intensité de cavitation dans le milieu insonifié (Jhony El Maalouf, Ultrasonics 2008), au niveau de celui désiré par une boucle de rétroaction modulant l'intensité ultrasonore appliqué dans la plage comprise entre 0.2 et 3.44 W/cm2. Le dispositif expérimental est constitué d'un transducteur ultrasonore piézoélectrique plan (diamètre : 20 mm, fréquence 445 KHz), et d'un hydrophone récepteur du signal acoustique induit par la cavitation dans le milieu. L'apport d'un tel processus de contrôle est évalué par l'émission acoustique de la cavitation induite dans le milieu irradié (eau ou 2μM d'acide téréphtalique) et par la production de radicaux hydroxyles issus de la sonolyse du milieu (2μM d'acide téréphtalique). Le système de régulation permet de reproduire des indices de cavitation avec une variabilité inférieure à 3 % dans la plage des puissances appliquées, alors que, sans le contrôle de l'activité de la cavitation, cette variabilité peut atteindre 40 % en milieu de plage d'excitation ultrasonore. En conclusion, le générateur de cavitation régulé permet de reproduire parfaitement les niveaux de cavitation et cela indépendamment des faibles variations des conditions extérieures comme la température, et la pression atmosphérique. Ainsi, il apparait comme un outil très intéressant pour des applications de transfection in vitro.
Origine : Accord explicite pour ce dépôt
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