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Concept
Onde acoustique de surface
Résumé
Une onde acoustique de surface (SAW pour Surface Acoustic Wave -- une onde acoustique se réfère a la propagation du son) est une onde élastique qui se propage à la surface d'un matériau élastique (en général un solide), avec une amplitude qui décroît avec la profondeur du substrat.
Les ondes élastiques de surface ont été découvertes par Lord Rayleigh, il décrit dans son article datant de 1885 le mode de propagation ainsi que les propriétés de ce type d'onde.
L'onde de Rayleigh, nommée ainsi après sa découverte, est composée d'une partie longitudinale et d'une partie transversale verticale. Depuis d'autres types d'ondes de surface ont été découverts telles que l'onde de Love, l'onde SH (Shear-Horizontal) ou bien encore l'onde de Sezawa s'appuyant sur des couplages entre onde longitudinale et transversale (verticale et horizontale) différents.
Supposons un matériau linéaire isotrope, le déplacement des points du solide est régi par l'équation de Navier :
Ou et sont les coefficients de Lamé et le champ des déformations.
Via le Théorème de Helmholtz-Hodge, il est alors possible de décomposer cette équation en deux équations d'ondes :
Correspondant à la propagation des ondes longitudinales et
Correspondant à la propagation des ondes transversales qui ne peuvent exister dans un milieu fluide.
Les ondes de surface se propagent seulement en surface d'un solide, ce qui limite ainsi leurs pertes ("peu" de molécules impliquées dans la propagation). Cette faible atténuation, ajoutée à une vitesse de propagation inférieure à celle d'une onde élastique "classique", a permis de développer des dispositifs électroniques pour le traitement du signal (Filtre à onde de surface) qui équipent maintenant les téléphones portables, bipeurs ou bien encore les télévisions.
Lorsque le support solide de l'onde est surmonté par un fluide, il s'opère alors un couplage entre les deux milieux, ouvrant la porte à des applications biologiques, microfluidiques telles que les laboratoires sur puce.
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