Un prototype à ultrasons fait couler un liquide dans les airs

De l'eau coule horizontalement dans l'air, un fin filet qui ne touche rien. À cinq centimètres de là, un cylindre garni de centaines de minuscules haut-parleurs l'entoure, sans qu'aucun son ne s'en échappe. À l'université d'Helsinki, les 256 petits haut-parleurs émettent des ultrasons, des sons situés au-delà de la portée de l'audition humaine, à environ 40 kilohertz, et ces ondes maintiennent le jet en place. « De toutes les expériences que j'ai vues, je dirais que c'est ce qui se rapproche le plus de la magie », affirme Ari Salmi, professeur d'électronique, qui a dirigé le développement. Ce n'est pas de la magie, mais le fruit d'une longue lignée de recherches sur les ultrasons menées au laboratoire de recherche en électronique de l'université. Les résultats sont publiés dans PNAS.

L'idée est partie d'un problème de nettoyage. Il y a quatre ans, l'équipe mettait au point un appareil qui décrassait l'intérieur des canalisations à l'aide d'ultrasons. Au déjeuner, Salmi et un collègue ont convenu qu'un tuyau sans surface où la saleté pourrait s'accrocher serait bien pratique. Lors d'une promenade du soir avec son chien, Salmi a trouvé la réponse : former les parois d'un tube à partir de son. Y parvenir était une autre affaire. L'équipe a dû trouver, par essais successifs, la façon de piloter les haut-parleurs pour qu'un tube se forme, en travaillant avec des collègues de l'université publique de Navarre et de l'université du Michigan.

Ce que le tube peut transporter dépasse les seuls liquides. L'équipe décrit le déplacement de poudre, de brouillard et de liquides, ainsi que le guidage d'une décharge électrique le long d'un trajet choisi. La direction peut être modifiée à la volée, par exemple lorsqu'un liquide doit être envoyé vers un nouveau point, et le liquide peut être distribué avec une précision au goutte-à-goutte. « En modifiant la façon dont les haut-parleurs sont commandés, nous pouvons remodeler et orienter le tube selon les besoins », explique le chercheur postdoctoral Dmitry Nikolaev, qui a dirigé le projet. Chaque substance nécessite son propre motif : « Transporter une substance solide, par exemple, exige une configuration de champ différente de celle requise pour transporter un liquide ou un gaz. »

Le prototype est petit. Sa section de travail mesure 8 centimètres de long et consomme environ 50 watts, soit à peu près ce que consomme une ancienne ampoule à incandescence. Selon Nikolaev, des modules similaires pourraient facilement être alignés les uns à la suite des autres pour construire un tube de n'importe quelle longueur. Le son est intense au cœur du dispositif, affirme-t-il : « comparable à un grondement continu de coups de feu tirés juste à côté de votre oreille ». Les humains ne l'entendent pas, car il est trop aigu. Les chiens, note l'article, pourraient ne pas l'apprécier.

Qu'est-ce qui change, et pour qui ? L'intérêt du tube tient aux canalisations qui posent problème aujourd'hui. Les substances corrosives ou collantes causent des ennuis dans les tuyaux ordinaires, et un tube sans paroi solide ne leur offre ni paroi à attaquer ni surface où s'accrocher. Pour les matériaux délicats et sensibles à la contamination, l'absence de parois écarte le risque de contamination. Pour ceux qui manipulent de tels produits, la promesse est celle d'une ligne qui n'a pas besoin d'être nettoyée. Mais les sources ne donnent aucun calendrier, et aucune installation industrielle n'a été annoncée. Le résultat actuel se limite à une section de 8 centimètres, mesurée en laboratoire, et l'assemblage de modules en un tube plus long est présenté comme possible, mais pas encore démontré.