Analyser les vibrations et l'acoustique des processus naturels

Recherches scientifiques portant sur la communication des animaux

À l'image de la biodiversité, les applications de vibromètrie laser dans le domaine de la biologie sont extrêmement variées. L'une des plus connues reste la communication des insectes. Certains d'entre eux communiquent avec des « chants » à des fréquences audibles, par exemple le chant des cigales, d'autres se situent dans le domaine des ultrasons et ne sont pas perceptibles par l'homme. Il existe des insectes si petits que leurs signaux représentent uniquement des vibrations qui se mêlent à la flore.

Les entomologistes détectent ces bruits audibles et inaudibles à l'aide de vibromètres laser. La technique de mesure sans contact permet « d’écouter » les animaux sans les déranger pour ainsi étudier leur comportement naturel en matière de communication. Imaginez les oscillations des abeilles dans une ruche. De tels signaux peuvent être mesurés uniquement par une technique de mesure très sophistiquée. D'autres applications sont également issues du domaine de la biologie : la communication des éléphants, la détermination du degré de maturation du fruit, le mouvement des toiles d'araignée ou le mode de fonctionnement de l'ouïe des grillons, des grenouilles et des mouches.

Un autre avantage à l’utilisation des vibromètres laser réside dans la portabilité de la technologie. Les systèmes possèdent leur propre source d’énergie afin de permettre des mesures directement sur la zone.

Documents

Exemple d’utilisation:

Le système auditif est une mécanique complexe qui amplifie les micro-vibrations acoustiques pour les convertir en signaux électriques. Quelles structures et quels processus transmettent le traitement du signal à l'intérieur de l'oreille ? Des mesures réalisées à l'aide d’un vibromètre laser à effet Doppler sur des drosophiles donnent un aperçu des mécanismes élaborés de l'ouïe.

"J'aime utiliser la mesure laser car elle permet de découvrir le monde passionnant de la communication par vibration des insectes, en toute simplicité."

Dr. Taina Conrad, Institut d'écologie expérimentale des animaux, Université d'Ulm.

Mesurer sans contact des données physiologiques

Les vibromètres laser sont déjà largement utilisés dans le domaine de l'industrie et des machines-outils lorsque l'objet ne doit pas être affecté pendant la mesure. En revanche, son utilisation pour l’analyse de données physiologiques est relativement nouvelle. Réaliser des mesures sans contact est non seulement plus agréable pour les patients, mais présente également des avantages hygiéniques importants. Ces applications reposent sur le constat selon lequel de nombreuses activités physiologiques du corps disposent également de composants mécaniques. Une partie de l'énergie, si petite soit-elle est transportée vers la peau et assure la mobilité. Par conséquent, une multitude de bruits à l'intérieur du corps, d'impulsions et de vibrations, peuvent être saisis en dirigeant le rayon laser sur le corps humain.

Différentes activités du système cardiovasculaire peuvent être saisies à l'aide d’un vibromètres laser :

• Mouvements de balistique
• Signaux locaux des parois du cœur dans chacune des phases du cycle cardiaque
• Signaux de pression des vaisseaux sanguins
  
  

Documents

Exemple d’utilisation :

Par exemple, lors de l'élocution, le son est émis non seulement par la bouche et les narines, mais également par la surface du corps, vers la tête et le cou. Les vibromètres à balayage Polytec permettent aux scientifiques de mesurer les oscillations engendrées lorsque le son est émis (articulation). La méthode est appropriée pour l'évaluation de la voix de patients ayant une fente palatine ou en cas d'insuffisance vélopharyngée, obturation du pharynx. Des schémas d'oscillation sont utilisés pour ces patients, comme retour visuel lors d'exercices d'élocution.

Développer des appareils à ultrasons avec une grande fiabilité

La sécurité est au premier plan dans le domaine de la technologie médicale. Par conséquent, une documentation complète des étapes de développement est indispensable pour faire de bons produits et assurer la sécurité juridique. Les vibromètres laser ont une importance capitale dans le développement et le contrôle qualité des appareils médicaux, par exemple pour les instruments ultrasoniques dentaires ou chirurgicaux ou pour les procédés d'imagerie. L'efficacité et la sécurité des produits des secteurs de la santé et de l'hygiène comme les inhalateurs, les respirateurs et les brosses à dents ont également été améliorés par des mesures réalisées à l'aide de vibromètres laser Polytec. Les vibromètres laser sont devenus indispensables pour le développement, le contrôle, l'étalonnage et la certification de prothèses auditives pour l'oreille moyenne et les implants cochléaires.

L'énergie ultra sonore doit être utilisée là où elle est nécessaire pour les appareils médicaux. Le vibromètre à balayage de Polytec, le PSV, présente rapidement et clairement la répartition d'énergie des actionneurs à ultra-sons, accélérant ainsi le processus de développement. La localisation des nœuds d'oscillation d'une fréquence de fonctionnement permet d'optimiser la configuration et de réduire la perte d'énergie. La haute résolution spatiale et une précision de mesure de l'ordre du picomètre qui permet également de visualiser rapidement et en toute sécurité des modes de vibration haute fréquence.

En tant qu'outil de vérification de simulations FE aussi bien pour des outils à ultrasons invasifs que pour des outils à ultrasons de diagnostic du domaine médical, la vibrométrie laser reste la technologie principale. Grâce à sa linéarité de l'ordre du MHz et à l'absence totale de contact. Alliée à une haute résolution latérale, cette technologie peut être utilisée pour presque toutes les tâches de structure dynamique. Les méthodes de calcul dérivées de la technologie de base de visualisation de champ sonore et de solidité (allongement/tension) exploitent d'autres champs d'application. La vibrométrie laser à effet Doppler constitue ainsi un outil approprié pour le développement d'instruments optimisés, fiables et performants pour le médecin.

Documents

Comprendre le mécanisme de l'ouïe et de transducteur de son

L'oreille humaine est l'un des systèmes de fonctionnement des appareils auditifs le plus complexe. Avec une simplicité et une précision inégalées, les vibromètres laser Polytec permettent de déterminer la caractéristique de vibration et les propriétés dynamiques. Ils offrent ainsi aux chercheurs de toutes nouvelles perspectives pour comprendre le fonctionnement de l'ouïe. À l'aide des vibromètres laser Polytec, très précis et sans contact, les scientifiques examinent le seuil d'audition du tympan à l'embase d'étrier dans l'oreille moyenne mais également les détails de la conversion de signal électromécanique se produisant dans la cochlée (Cochlea) de l'oreille interne.

Le comportement vibratoire du tympan permet de tirer des conclusions directes sur les conséquences de la perte auditive, par exemple suite à la fixation de l'étrier ou de modifications sclérotiques des osselets. Dans la recherche médicale, le tympanomètre laser avec vibromètres laser permet à l'audiologiste de déterminer rapidement la réponse en fréquence du tympan pour recueillir des données pertinentes.

Exemple d’utilisation:

Les vibromètres laser sont indispensables pour le développement, le contrôle, l'étalonnage et la certification de prothèses auditives pour l'oreille moyenne. Dans le domaine de la recherche, le couplage sécurisé d'implants et de prothèses de l'oreille moyenne (TORP, PORP) est contrôlé encore au moment de l'opération à l'aide de vibromètres laser. Ils permettent de garantir le succès de l'opération et de documenter les faits en conséquence.