Bain à ultrasons

Le bain à ultrasons ou nettoyage à ultrasons ou sonicateur est une procédure accélérée de nettoyage de pièces ou de dissolution de produits par l’effet mécanique d’ondes ultrasonores de fréquence généralement comprises entre 20 kHz et 400 kHz.

Principe

Généralement, le nettoyage par ultrasons s'effectue par immersion de la pièce à nettoyer dans un bain.

Le dispositif comprend une cuve assez grande pour recevoir la pièce à nettoyer.
De l'eau ou un autre solvant (pour dégraisser), auxquels s'ajoutent éventuellement des produits détergents remplissent la cuve. Ce liquide transmet les ultrasons, en même temps qu'il effectue le nettoyage.
Sur les parois (internes ou externes) ou au fond de la cuve, un transducteur reçoit de l’énergie électrique à fréquence ultrasonore par l'oscillation des transducteurs piézoélectriques.
Le transducteur génère des phases successives de compression et de décompression.
Ces phases sont des ondes ultrasonores, à une fréquence de 20 kHz à 170 kHz, qui génèrent dans ce liquide une grande quantité de bulles microscopiques par le phénomène de cavitation.
L’implosion de ces bulles, pendant la phase de compression, provoque des turbulences au niveau de la pièce à nettoyer ou du produit à dissoudre.
Ces turbulences détachent et éloignent les impuretés de la pièce ou accélèrent la dissolution.

La dissolution de produits s'effectue de la même façon. Le récipient contenant le produit à dissoudre et son solvant peut remplacer la pièce à nettoyer dans un bac de plus grandes dimensions. Il suffit que sa paroi soit suffisamment dure et légère pour ne pas atténuer significativement les ultrasons.

Des dispositifs sans cuve, dans lesquels le liquide de nettoyage circule entre la pièce à nettoyer et le transducteur, s'emploient aussi. Ils servent notamment pour le détartrage en soins dentaires, mais ont été utilisés pour d'autres nettoyages délicats comme ceux des vitraux^[1].

Histoire

Les premières applications industrielles remontent aux années 1950. Les nettoyeurs à ultrasons, devenus plus abordables, ont trouvé une utilisation domestique dans les années 1970^[2].

Avantages

Les avantages par rapport aux autres principes de nettoyage par immersion, à la brosse ou par jet à haute pression, sont :

efficacité :
- les pièces aux formes les plus complexes peuvent être nettoyées par ces bulles ultrasoniques qui pénètrent dans le moindre interstice,
- les pièces, constituées ou non de matières différentes, peuvent être nettoyées sans être démontées,
sécurité : pas de projection du liquide nettoyant.

Domaines d’application

Optique : nettoyage des lunettes et instruments optiques employés en médecine.
Joaillerie : bijoux délicats, formes complexes et matériaux de grande valeur.
Industrie : toutes pièces ou ensembles mécaniques (bain avec liquide dégraissant).
Laboratoire : séparation de cellules avec un nettoyeur à ultrasons appelé sonicateur, Préparation d'échantillons par ultrasons, dégraissage d'éprouvettes avant encollage ou en traitement de surface, dissolution, synthèse organique (sonochimie).
Odontologie : nettoyage des appareils dentaires et des instruments de travail.
Alimentaire : nettoyage des cuves et conteneurs par immersion d’un transducteur.
Archéologie : nettoyage non destructif de pièces ou objets antiques très délicats.
Horlogerie : nettoyage des petits mécanismes (pignon, pivot, roue, vis)
Numismatique : nettoyage des pièces de monnaie
Armurerie : nettoyage des douilles et des armes à feu
Modélisme : nettoyage des aérographes et des petites pièces
Mécanique : nettoyage des carburateurs, des injecteurs, pistons, bougies, bielles, etc.
Divers : nettoyage de stylo-plume, moulinet de pêche, club de golf, instruments de mesure, cigarette électronique, nettoyage des atomiseurs, cleromiseurs, drippers, autres^[2].

Notes et références

↑ Jean-Marie Bettembourg, « Nettoyage par voie chimique et par ultra-sons des verres des vitraux », Compte rendu du 8^e colloque du Corpus Vitrearum Medii Aevi, York-Cambridge-Canterbury, 25 September-1 October 1972, Champ sur Marne, France, Laboratoire de recherche des monuments historiques,‎ 1972.
↑ ^{a et b} « Le nettoyage par ultrasons », sur Nettoyeur a ultrason

Annexes

Bibliographie

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Articles connexes

v · m Équipement de laboratoire
Sécurité	Boîte à gants Couverture antifeu Chaussures de sécurité Déclencheur d'alarme incendie Détecteur et avertisseur autonome de fumée Douche de sécurité Douche portative de sécurité EPI Extincteur Hotte Oxymètre Poste de sécurité microbiologique Rince-œil
Hors sécurité	Agitateur Appareil de mesure d'épaisseur de revêtement Autoclave Automate Chauffage Chauffe-ballon Bec Auer Bec Bunsen Bec Meker Plaque chauffante Bain thermostaté Bain-marie Bain de sable Bain d'huile Balance Boy Calorimètre Centrifugeuse Chambre d'essai Chronomètre Colorimètre Cryostat Échangeur d'ions Enregistreur de données Étuve Évaporateur Évaporateur rotatif Évaporateur centrifuge Fabricants Lecteur de plaques Machine de traction Manomètre Marbre Microscope Minuteur Montage pour le recueil de gaz Noix de serrage Paillasse Papier Papier essuie-tout Papier joseph Papier lentille Pénétromètre pH-mètre Pince à creuset Polarimètre Pompe à vide Presse hydraulique Réfractomètre Réfractomètre hyperfréquence Réfrigérateur Soude sachet Spatule Spectromètre Spectrophotomètre Steristoppers Support Tamiseuse Thermocycleur Thermo-hygrographe Thermomètre Thermostat Titrateur Trompe à eau Viscosimètre Coupe de viscosité Coupe Zahn Viscosimètre à chute de bille Viscosimètre de Marsh
Verrerie	Ampoule à brome Ampoule à décanter Appareil de sublimation Ballon Bécher Boîte de Petri Bouteille de pesage Burette Colonne à distiller Colonne de Vigreux Colonne de distillation à bande tournante Cornue Creuset Cristallisoir Cuvette Dame-jeanne Dean Stark Débitmètre Entonnoir Entonnoir Büchner Éprouvette graduée Erlenmeyer Eudiomètre Extracteur en continu Kutscher-Streudel Soxhlet Twisselmann Fiole à vide Fiole jaugée Piège Flacon de garde Flacon laveur Piège à froid Hydromètre Mortier et pilon Pipette Piston Pasteur Pissette Plaque microtitre Pycnomètre Rampe à vide Réfrigérant Séchage Colonne desséchante Dessiccateur Tube desséchant Tube à essai Microtube Tube à centrifuger Tube de Nessler Tube de sûreté (tube Thistle) Tube de Thiele Vase Dewar Verre de montre

v · m Préparation de surface
Dégraissage	Par dissolution Par émulsification Chimique Par saponification Électrochimique Ultrasonique
Décapage (Décalaminage, Dérouillage…)	Mécanique Sablage Aérogommage Hydrogommage Corindonnage Tonnelage Chimique Cryognéique Thermique Électrochimique Au laser
Polissage	Mécanique Mécano-chimique Électrochimique
Ébavurage Dégazage (par étuvage)

v · m Applications des Ultrasons
Ultrasons de diagnostic	Contrôle par ultrasons Imagerie photoacoustique Écholocalisation Acousto-optique Débitmètre à ultrasons Niveau ultrason Diagnostic médical Échographie
Ultrasons de puissance	Sonocristallisation Usinage par ultrasons Soudage par ultrasons Nettoyage par ultrasons Dispersion et émulsification (sonication) Démoussage et dégazage Vaporisation par ultrasons Séchage par ultrasons Extraction assistée par ultrasons Découpe assistée par ultrasons Tamisage assisté par ultrasons Extrusion assistée par ultrasons Sonochimie Sonocatalyse Sonolyse Thérapie médicale ou ultrasonothérapie Ultrasons focalisés de haute intensité Cyclo coagulation circulaire par ultrasons Thermothérapie par ultrason Lithotripsie par ultrason Sonoporation Préparation d'échantillons pour analyse chimique

v · m

Applications des Ultrasons

Ultrasons de diagnostic